[发明专利]一种激光烧蚀金属熔池测温装置

说明书

本发明公开一种激光烧蚀金属熔池测温装置，包括密封玻璃以及固定在密封玻璃底部内壁上的放置座，所述放置座上放置有待烧蚀实验金属块，所述密封玻璃内部中空形成密闭腔体，所述密封玻璃的一侧外壁上固定安装有用于抽取密封玻璃内空气切换不同压力环境的抽压装置，通过在第一电动滑座上安装测温机构，测温机构可通过驱动机构根据激光移动轨迹的位置变化对烧蚀温度进行测量，本发明提出的激光烧蚀金属熔池测温装置在使用过程中的激光移动轨迹和比色测温仪的运动轨迹，即比色测温仪的椭圆形轨迹照射到待烧蚀实验金属块的上表面的圆形轨迹可以为圆形，也可以实现对比案例中的直线轨迹跟随温度测量，适用范围广泛，有利于推广。

技术领域

本发明属于相关技术领域，具体涉及一种激光烧蚀金属熔池测温装置。

背景技术

在金属增材制造过程中，金属粉末在高能量密度激光照射下熔化形成了金属熔池。熔池作为固体部分的初始形态，熔池的温度分布直接决定着熔池内部的流动及热历史。过低的熔化温度会造成熔化层较浅、熔化不均匀，制造质量较差；而过高的熔化温度则会造成熔池内流动剧烈，产生飞溅、气体捕捉等不利现象，还会造成能量浪费，所以金属熔池的温度检测尤为重要。

为此，申请号为CN201911035261.6公开了一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置及使用方法，所述装置包括密封腔体平台、高能量密度激光发射系统、比色测温仪及附属数据采集装置、四向移动平台、待烧蚀实验金属块、蓝牙遥控旋转平台、计算机及抽压气机系统；通过该装置系统可实现以下功能：密闭腔体内的测温仪测温点与激光初始射点的可控快速对点；金属熔池演化过程固定/移动两种激光模式下，不同位置温度的跟随/定点实时测量；多次/重复试验的方便快速切换；不同测温环境变换。该发明中结构简单明了、功能性强、设计新颖可靠、成本较低，可以为明晰高温金属熔池演化机理及提高金属增材制造质量提供基础和帮助。

上述文件中提出的技术方案虽具有一定的有益性，但仍存在以下问题：该装置进行跟随温度测量时，激光发射器和比色测温仪的运动轨迹为直线，因此真能够进行单一直线轨迹下的温度测量，进而不利于对熔池在各个位置的温度测量，检测效率较低不利于广泛推广，另外，检测环境内气压不能够调节，测量数据范围较为狭隘。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光烧蚀金属熔池测温装置，以解决上述背景技术中提出的检测效率低与检测环境内气压不能够调节的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光烧蚀金属熔池测温装置，包括密封玻璃以及固定在密封玻璃底部内壁上的放置座，所述放置座上放置有待烧蚀实验金属块，所述密封玻璃内部中空形成密闭腔体，所述密封玻璃的一侧外壁上固定安装有用于抽取密封玻璃内空气切换不同压力环境的抽压装置，所述放置座上方的密封玻璃内壁上设置有第二电动滑轨，所述第二电动滑轨上滑动连接有第二电动滑座，所述第二电动滑座上安装有用于对待烧蚀实验金属块进行烧蚀的激光机构，通过所述激光机构发射高温激光在待烧蚀实验金属块上端面沿着激光移动轨迹烧蚀形成熔池；

所述密封玻璃的底部内壁上固定连接有第一电动滑轨，所述第一电动滑轨上滑动连接有第一电动滑座，所述第一电动滑座上固定安装有用于根据激光移动轨迹的位置变化对烧蚀温度进行测量的测温机构；

所述测温机构包括第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的一端与第一电动滑座固定连接，所述第一电动伸缩杆的另一端设置有驱动机构与转向机构以及比色测温仪，通过所述驱动机构与转向机构调整比色测温仪发出的探照光线与形状为圆形的激光移动轨迹重合。

优选的，所述抽压装置包括惰性气体气瓶与抽压气机，所述惰性气体气瓶与抽压气机通过气管连通，所述气管的一端与密封玻璃的密闭腔体连通，所述气管上安装有压力表与阀门。