[发明专利]金属材料深熔焊接小孔内等离子体全方位直接观测的方法

权利要求书

1.金属材料深熔焊接小孔内等离子体全方位直接观测的方法，所述方法中包括使用一种复合试件，所述复合试件包括在上的金属试件(4)和在下的GG17试件(5)，且整个复合试件的顶面即金属试件的顶面为平面，金属试件的底面与GG17试件的顶面均为光滑的结合面，所述金属试件和GG17试件的结合面(88)与复合试件的顶面之间呈n度夹角，且0°＜n＜90°；

所述方法包括如下步骤，

步骤A、将所述复合试件固定设置使得复合试件的顶面处于水平面内，且在所述复合试件的上方设置焊接头，所述焊接头为能使用激光或电子束的焊接头，且激光或电子束的入射方向为竖直向下；并设置用于观测小孔内等离子体情况的光谱信号检测部件，且所述光谱信号检测部件包括光纤(14)和光谱仪(15)；

步骤B、定义所述结合面或结合面的延伸面与复合试件顶面的交线为L，启动焊接头对复合试件进行深熔焊接，焊接方向(10)即焊接头在焊接过程中的平移方向为水平面内与交线L垂直的方向。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述光谱信号检测部件还包括反射镜(8)和光纤固定板(13)；且所述光谱信号检测部件整体设置在可平移的位移工作台上，所述位移工作台随着焊接方向和焊接速度同步移动，以便及时捕捉到小孔内的等离子体的光谱信号。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述焊接头为激光焊接头，且包括激光束(1)、压缩空气入口(2)、激光焊接喷嘴(3)和GaAs聚焦透镜(12)；还包括在所述复合试件的上方使用氩气喷嘴(11)对小孔处喷保护氩气以防金属氧化。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括使用图像拍摄部件与所述焊接头以及复合试件配合使用以便对小孔形貌全方位直接观察，所述图像拍摄部件包括摄像机(7)，且所述图像拍摄部件能自下而上连续拍摄所述复合试件的结合面上的小孔形状在水平面的投影；具体可以先使用图像拍摄部件、焊接头以及复合试件观察小孔形貌，后使用光谱信号检测部件、焊接头以及复合试件观察小孔内的等离子体；或者先使用光谱信号检测部件、焊接头以及复合试件观察小孔内的等离子体，后使用图像拍摄部件、焊接头以及复合试件观察小孔形貌。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述图像拍摄部件整体设置在一个可平移的位移工作台上，且所述图像拍摄部件还包括反射镜(8)和滤光片(6)。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合试件的底面即GG17试件的底面为平面，且复合试件的底面与复合试件的顶面平行。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述复合试件整体呈长方体或正方体。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属试件为顶面、倾斜底面和一个竖向侧面均为矩形，且有两个相对的竖向侧面为直角三角形的三棱柱形结构。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述GG17试件为三棱柱形结构，或者所述GG17试件为倾斜顶面、底面和有两个相对的竖向侧面均为矩形，而另外两个相对的竖向侧面均为直角梯形的四棱柱形结构。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的方法，其特征在于，5°≤n≤30°，所述金属试件为铝合金试件。