[发明专利]基于光谱诊断的激光增材制造过程中缺陷的在线诊断方法

摘要

本发明提出一种基于光谱诊断的激光增材制造过程中缺陷的在线诊断方法，包括以下步骤：调整光纤探头的位置；当基于同轴送粉的金属直接沉积系统开始工作时，通过光纤探头采集制造过程中产生的光致等离子体光谱信号，并将上述光谱信号经光纤光谱仪送入计算机；实时观察不同波长的等离子体的相对辐射强度随时间波动的情况，确定作为分析对象的特征谱线；对特征谱线相对辐射强度时域图进行滤波处理；结合所选特征谱线的时域图及滤波处理图像，判断激光增材制造过程中特征谱线的相对辐射强度是否存在急剧波动或者变化；是则说明存在制造缺陷；否则说明不存在制造缺陷。上述诊断方法可快速准确地判断激光增材制造过程缺陷的产生、出现时刻及缺陷类型。

主权项

1.一种基于光谱诊断的激光增材制造过程中缺陷的在线诊断方法，其中在线诊断装置包括光纤光谱仪，所述光纤光谱仪经数据线与计算机相连接，所述光纤光谱仪还经光纤与光纤探头相连接，所述光纤探头由机械万向杆进行固定，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一、调整光纤探头的位置；步骤二、当基于同轴送粉的金属直接沉积系统开始工作时，通过所述光纤探头采集激光增材制造过程中产生的光致等离子体光谱信号，并将上述光谱信号经光纤光谱仪送入计算机；步骤三、从所述计算机的显示界面上实时观察不同波长的等离子体的相对辐射强度随时间波动的情况，并确定作为分析对象的特征谱线；步骤四、对所述特征谱线相对辐射强度时域图进行滤波处理；步骤五、结合所选特征谱线的相对辐射强度随时间波动的时域图及相应的滤波处理图像，判断激光增材制造过程中特征谱线的相对辐射强度是否存在急剧波动或者变化；步骤六、如果存在，则说明在激光增材制造过程中存在制造缺陷；步骤七、如果不存在，则说明在激光增材制造过程中不存在制造缺陷；其中在所述步骤六中，还包括以下步骤：步骤六一、判断激光增材制造过程中特征谱线的相对辐射强度的图线是否由相对稳定状态出现陡降波动或变化；步骤六二、如果是，则说明在激光增材制造过程中存在凹陷的缺陷；步骤六三、如果否，判断激光增材制造过程中特征谱线的相对辐射强度的图线是否由相对稳定状态出现陡升波动或变化；步骤六四、如果是，判断上述变化过程中的图线是否相对稳定；步骤六五、如果是，则说明存在凸起缺陷；步骤六六、如果否，则说明存在严重氧化缺陷。