[发明专利]一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及热电偶测温技术领域，具体涉及一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法。

背景技术

人工热电偶测量温度的基本原理是是基于热电效应，将符合条件的两种不同的导体或半导体A和B的任意一端焊接在一起就构成了热电偶。组成热电偶的导体或半导体称为热电极，被焊接的一端插入测温场所，称为热端，另一端称冷端。当两端温度不同时就会有热电势产生，它是测量温度的感温元件，将温度信号转换为电信号再由仪表显示出来。

激光被广泛应用于金属的加工领域。当激光束照射到工件表面的瞬间产生极高的温度区，该区的温度分布是制定激光加工工艺的主要依据。但是该温度场变化极快，又受诸多因素的影响，是影响制造质量和加工效率的主要因素。准确测量激光制造过程的热循环，对与制造机理、力学分析、显微组织分析以及最终的制造质量控制具有重要意义。

目前，对于激光加工工件温度的测量采用的方法主要采用红外测温、红外成像等非接触方式测量方法、红外测温、红外成像等方法，非接触式测温方法不需要与被测对象接触，但是测温过程受中间介质和外界环境影响较大，并且温度测量不准确，有较大误差。

发明内容

本发明目的是提供一种能够简单、比较准确、实时地测量激光加工工件温度的测量方法，能够克服采用非接触式方法测温受中间介质影响大，温度测量不准确的问题。

一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法，具体包含以下步骤：

(1)采用接触式热电偶对激光加工工件的待测点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件表面引起工件温度的变化；

(2)将热电偶两根电极丝焊接于光斑直径外边缘，根据热电偶的热电效应会将工件温度变化的信号转换成电势信号；

(3)由测量信号的仪表显示工件待测点的温度。

所述的待测点可以是激光加工工件加工区外边缘位置。

所述热电偶的接触式测温热端可以布置在工件表面或工件内部。

优选的，所述的热电偶为等效人工热电偶。

优选的，所述的热电偶为自然热电偶、人工热电偶、半人工热电偶和薄膜热电偶中的任意一种。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：

(1)采用该方法对激光加工工件进行温度的测量，具有结构简单，直接与被测对象接触，测量过程不受被测对象表面状态或测量介质物性参数的影响，测温精度较高；

(2)测量待测点激光光斑直径外边缘位置或激光加工工件加工区外边缘位置，实现实时测量待测点的温度；

(3)采用热电偶为人工热电偶，热电偶热端布置在零件表面或内部，能够克服非接触式测温方法受中间介质影响较大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。

图1为实施例中用热电偶测量激光加工工件温度的方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

参看图1，一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法，具体包含以下步骤：

(1)采用接触式热电偶3对激光加工工件2的待测点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件2表面引起工件温度的变化；

(2)将热电偶3两根电极丝焊接于光斑直径外边缘，根据热电偶3的热电效应会将工件温度变化的信号转换成电势信号；

(3)由测量信号的仪表4显示工件待测点的温度。

所述的待测点可以是激光加工工件加工区外边缘位置。

所述热电偶3的接触式测温热端可以布置在工件表面或工件内部。

优选的，所述的热电偶3为等效人工热电偶。

优选的，所述的热电偶3为自然热电偶、人工热电偶、半人工热电偶和薄膜热电偶中的任意一种。

实施例2