一种激光增材制造在线监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108856709A(43)申请公布日2018.11.23(21)申请号201810414028.8(22)申请日2018.05.03(71)申请人苏州大学地址215104江苏省苏州市吴中区吴中大道1188号(72)发明人陈长军张敏(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人罗满(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y50/02(2015.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种激光增材制造在线监测方法(57)摘要本发明公开了一种激光增材制造在线监测方法，包括：实时采集熔池中心温度；当采集的所述熔池中心温度不符合预先存储的激光功率P与熔池中心温度的关系时，则根据所述激光功率P与熔池中心温度的关系调整所述激光功率P以使采集的所述熔池中心温度符合预先存储的激光功率P与熔池中心温度的关系。应用本发明提供的激光增材制造在线监测方法，实现在线监测与控制的目的，变事后检测为事中干预，具有可控性好、加工效率高的优点，能够更好的应用于轮船、轨道交通等领域大尺寸、大面积的在线监测，更好的适应柔性制造环境，具有更为深远的现实意义。CN108856709ACN108856709A权利要求书1/2页1.一种激光增材制造在线监测方法，其特征在于，包括：实时采集熔池中心温度；当采集的所述熔池中心温度不符合预先存储的激光功率P与熔池中心温度的关系时，则根据所述激光功率P与熔池中心温度的关系调整所述激光功率P以使采集的所述熔池中心温度符合预先存储的激光功率P与熔池中心温度的关系。2.根据权利要求1所述的激光增材制造在线监测方法，其特征在于，所述预先存储的激光功率P与熔池中心温度的关系，具体包括：通过分别固定激光功率P、激光扫描速度V和送粉速率Mp三者中的任两者，变化另一者进行试验并记录熔池中心的温度，并以金相分析和计算得到的稀释率，确定激光功率P与熔池中心温度的关系并存储；或者通过分别固定激光功率P、激光扫描速度V和铺粉厚度三者中的任两者，变化另一者进行试验并记录熔池中心的温度，并以金相分析和计算得到的稀释率，确定激光功率P与熔池中心温度的关系并存储。3.根据权利要求1所述的激光增材制造在线监测方法，其特征在于，所述实时采集熔池中心温度之前，还包括步骤：S01：将测试样品放置于指定位置；S02：固定激光扫描速度V和激光送粉速率Mp或铺粉厚度，变化不同的激光功率P进行实验，记录熔池中心的温度，得到不同激光功率P下的熔池中心温度数据；并对得到的实验样品进行金相分析，得到所述实验样品的熔池形状参数数据，并确定适合的所述激光功率和相对应的熔池中心温度数据，得到所述激光扫描速度V和所述激光送粉速率Mp或铺粉厚度下熔池中心温度与激光功率的关系，依据判据确定有效关系式T1；S03：固定激光功率P和激光送粉速率Mp或铺粉厚度，改变激光扫描速度V进行实验，记录熔池中心的温度，得到不同激光扫描速度V下的熔池中心温度数据；并对得到的实验样品进行金相分析，得到所述实验样品的熔池形状参数数据，并确定适合的所述激光扫描速度V和相对应的熔池中心温度数据，得到所述激光功率P和所述激光送粉速率Mp或铺粉厚度不变时的所述激光扫描速度V与熔池中心温度的关系，依据判据确定有效关系式T2；S04：固定激光功率P和激光扫描速度V，改变送粉速率Mp或铺粉厚度进行实验，记录熔池中心的温度，得到不同送粉速率Mp或铺粉厚度下的熔池中心温度数据；并对得到的实验样品进行金相分析，得到所述实验样品的熔池形状参数数据，并确定适合的所述送粉速率Mp或铺粉厚度和相对应的熔池中心温度数据，得到所述激光功率P和所述激光扫描速度不变时的所述激光送粉速率Mp或铺粉厚度与熔池中心温度的关系，依据判据确定有效关系式T3；S05：根据所述有效关系式T1、所述有效关系式T2和所述有效关系式T3，确定不同激光扫描速度、不同送粉速率或铺粉厚度下激光扫描功率P与熔池中心温度的有效关系式T4并存储。4.根据权利要求3所述的激光增材制造在线监测方法，其特征在于，所述记录熔池中心的温度，具体包括采用温度记录仪记录熔池中心的温度。5.根据权利要求3所述的激光增材制造在线监测方法，其特征在于，所述步骤S1之前，2CN108856709A权利要求书2/2页还包括：将多波长高温计、CCD高速红外摄像机、激光加工头、激光功率检测器、CCD高速摄像机和保护气管路按照要求进行安装设置。6.根据权利要求5所述的激光增材制造在线监测方法，其特征在于，所述激光加工头、所述激光功率计、所述CCD高速摄像机和所述多波长高温计同轴安装，所述保护气管路对准激光熔池的中心位置。7.根据权利要求1-6任一