一種激光熔覆中激光束與粉錐偏離度的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光熔覆測量方法，特別是一種激光熔覆中激光束與粉錐偏離度的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光熔覆是粉杯I中的粉末2通過管道3在噴嘴4中形成粉錐5并利用與之同軸的激光束6將粉錐熔化后噴射在基體7表面形成熔覆層(基體上)8和熔池(基體內(nèi))9的加工方法。加工原理如圖1所示。
[0003]激光束與粉錐在軸向上的偏離度的測量是校準激光束的基礎(chǔ)。一般采用目測法，具體方案是關(guān)閉粉末管道、開啟激光束，將感光紙10貼到噴嘴4上，仰視觀測激光束6在感光紙上形成的投影11與感光紙圓心12的偏離程度K(如圖2、3所示)，并實時校準激光束，直至使其投影位于感光紙的中心位置。
[0004]目測法存在以下3個問題:
[0005]I)誤差大:激光熔覆頭一般向下放置，測量者需扭曲身體，仰視目測。觀測結(jié)果的不可靠性大大升高。采用目測的誤差約為0.8_。這將會極大影響熔覆加工質(zhì)量。
[0006]2)具有一定危險性:激光加工嚴禁裸眼直視，目測風險極大。
[0007]3)調(diào)試反饋周期長:目測不能定量反映偏離度，校準后需要開啟粉末通道，進行激光熔覆驗證目測準確度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為解決以上問題，本發(fā)明提供了一種激光熔覆中激光束與粉錐偏離度的測量方法，克服了目測法的缺點。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容如下:
[0009]第一步，在粉杯中加注粉末；
[0010]第二步，開啟粉末通道；
[0011]第三步，開啟激光束；
[0012]第四步，在基體上激光熔覆兩條軌跡垂直的試樣；
[0013]第五步，對上述試樣的橫截面剖切制取金相；
[0014]第六步，分別測量兩試樣兩正交方向上熔池與熔覆層的偏移量ΔΧ、ΔΥ，并據(jù)此公式X= (1-H/D) X (ΔΧ)/2、Υ = (1-H/D) X (ΔΥ)/2計算出激光束與粉錐的偏離度Χ、Υ。
[0015]其中ΔΧ、△ Y分別為兩試樣兩正交方向上熔池與熔覆層的偏移量；
[0016]X、Y為激光束與粉錐的偏離度；
[0017]D為離焦量，H為機頭高度。
[0018]該測量方法放大了觀測區(qū)間，大大降低誤差(ΔΧ>Χ、ΔΥ>Υ);將偏離度按兩垂直方向進行分解，可以直接反映后期的激光束校準量；采用熔覆試件而后剖切測量的方法能夠定量計算偏離度；避免目光直視激光，確保了人身安全。
【附圖說明】
[0019]圖1是激光熔覆加工原理圖；
[0020]圖2是目測法側(cè)視示意圖；
[0021]圖3是目測法仰視不意圖；
[0022]圖4是測量方法流程圖；
[0023]圖5是偏離度計算方法原理圖。
【具體實施方式】
[0024]以316L不銹鋼激光熔覆試驗為例，技術(shù)方案具體實施如下:
[0025]1、加注不銹鋼粉；
[0026]2、在試驗臺上裝夾5mm厚316L鋼板，用螺釘緊固壓板；
[0027]3、編制熔覆試驗程序，正離焦熔覆、激光功率700W、行走速度0.03m/s、機頭高度12mm ;行走路徑50mmX50mm(兩垂直方向)，送粉量10g/min。運行程序；
[0028]4、剖切金相:在兩垂直方向上用砂輪切割熔覆件，并用砂紙磨光；
[0029]5、用鈍化膏涂抹腐蝕截面，觀察并測量兩試樣中心偏移程度(腐蝕金相)；計算激光束的偏離度；
[0030]6、偏離度計算方法如下:
[0031]設(shè)兩正交方向熔覆層與熔池的偏移量分別為AY、AX，離焦量為D。則激光束在兩個對應(yīng)方向的偏離度分別為X = (1-H/D) X (ΔΧ)/2、Υ = (1-H/D) X (ΔΥ)/2。
【主權(quán)項】
1.一種激光束與粉錐偏離度的測量方法，其特征在于:在激光熔覆中， 第一步，在粉杯中加注粉末； 第二步，開啟粉末通道； 第三步，開啟激光束； 第四步，在基體上激光熔覆兩條軌跡垂直的試樣； 第五步，對上述試樣的橫截面剖切制取金相； 第六步，分別測量兩試樣上熔池與熔覆層的偏移量ΑΧ、ΔΥ，并據(jù)此公式X= (1-H/D) X (ΔΧ)/2、Υ = (1-H/D) X ( Δ Y)/2計算出激光束與粉錐的偏離度X、Y ; 其中ΔΧ、△ Y分別為兩試樣上熔池與熔覆層的偏移量； X、Y為激光束與粉錐的偏離度； D為離焦量，H為機頭高度。2.如權(quán)利要求1所述的激光束與粉錐偏離度的測量方法，其特征在于:步驟一中所述粉未為不銹鋼粉。3.如權(quán)利要求1所述的激光束與粉錐偏離度的測量方法，其特征在于:步驟五中用砂輪切割熔覆件，并用砂紙磨光，制取金相。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種激光熔覆中激光束與粉錐偏離度的測量方法，該方法將偏離度按兩垂直方向進行分解，放大了觀測區(qū)間，采用熔覆試件而后剖切測量的方法能夠定量計算偏離度；大大降低誤差(ΔX>X、ΔY>Y)；可以直接反映后期的激光束校準量；避免目光直視激光，確保了人身安全。
【IPC分類】C23C24/10, G01B21/02
【公開號】CN105136085
【申請?zhí)枴緾N201510427984
【發(fā)明人】李昊丞, 楊雨晨
【申請人】北京航天新風機械設(shè)備有限責任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月20日