專利名稱：用于遙控激光加工的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工，特別適用于用它焊接諸如壓水核反應(yīng)堆的蒸汽發(fā)生器管等小口徑管。
在某些激光加工中，比如在蒸汽發(fā)生器管的內(nèi)部進(jìn)行焊接，不可能直接觀察到加工區(qū)。
本發(fā)明的目的是提供一種可監(jiān)視激光加工正確進(jìn)程的技術(shù)，盡管這是很困難的。
為達(dá)到這一目的，本發(fā)明的主題為一種激光加工方法，其中將激光束傳輸?shù)郊庸c(diǎn)的周圍，并在加工點(diǎn)聚焦，其特征是對(duì)激光加工期間加工點(diǎn)發(fā)射的光進(jìn)行光譜分析。
特別地，可以連續(xù)地和/或?qū)崟r(shí)地進(jìn)行光譜分析。
本發(fā)明的主題還為一種激光加工裝置，它是為實(shí)施這種方法而設(shè)置的，包括激光器，傳導(dǎo)激光束的裝置及將光束聚焦到加工點(diǎn)上的裝置，其特征為此裝置包括一個(gè)插入激光束通路中，可使該激光束穿透而反射其它波長(zhǎng)光的分光鏡和一個(gè)接收該分光鏡反射光的光譜儀。
根據(jù)此裝置的進(jìn)一步特征當(dāng)所述傳導(dǎo)裝置包括光導(dǎo)纖維時(shí)，分光鏡安裝在此光導(dǎo)纖維的上游;
光譜儀適宜于過(guò)濾激光器的閃光燈發(fā)出的光線;
光譜儀為干涉儀型。
下面結(jié)合附圖
描述本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的唯一附圖表示本發(fā)明的激光加工裝置。
附圖所示的裝置基本上包括YAG型激光器1，它發(fā)射1.06μm波長(zhǎng)的激光束2。一般型的圓筒式加工頭3及光譜儀4。本裝置用于實(shí)施在一個(gè)小口徑管(圖中未示出)內(nèi)進(jìn)行環(huán)型焊接，比如用于在其上固定一個(gè)內(nèi)部的修理套管(圖中未示出)。
激光束穿過(guò)傾斜45°并且可使此激光束穿過(guò)但反射其它波長(zhǎng)光的分光鏡5，然后由透鏡6聚焦到光纖7的上游端，再由光纖7傳導(dǎo)進(jìn)入加工頭3。
在光纖的出口處，光束由透鏡8準(zhǔn)直，在傾斜45°的鏡11上反射并通過(guò)加工頭的旁側(cè)出口12后，由透鏡9聚焦加工點(diǎn)10上(在此例中形成管壁的一部分)。
操作中，在焊接期間加工點(diǎn)10發(fā)射出光，此光沿著與激光束方向相反的路徑傳播，直到分光鏡5處后被反射到光譜儀4，在此接受連續(xù)的實(shí)時(shí)分析。
如果焊接在加工點(diǎn)10處是有效的，則光譜儀檢測(cè)出焊接保護(hù)氣體的電離譜線以及相應(yīng)于焊接時(shí)汽化的基金屬的蒸氣的譜線，在上述譜線之間有著一定的幅度比，通過(guò)與對(duì)應(yīng)于滿意焊接的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，即有可能實(shí)時(shí)監(jiān)視焊接的正確進(jìn)程。
應(yīng)該注意的是，在有些情況下，光譜儀可能額外地接收到來(lái)自激光器1的閃燈的光譜，這個(gè)穩(wěn)定的且可以很好地再現(xiàn)的附加光譜被儲(chǔ)存在光譜儀的存儲(chǔ)器中，并且被從實(shí)測(cè)光譜中去掉。
當(dāng)然，分光鏡5的選擇必須是反射由加工點(diǎn)10發(fā)射的整個(gè)光譜的光。
以上描述的方法可用于實(shí)時(shí)監(jiān)視任何激光加工的過(guò)程，如熱處理，切割，機(jī)械加工及凈化處理等。
權(quán)利要求
1.一種使激光束(2)傳導(dǎo)到加工點(diǎn)10并在此聚焦的激光加工方法，其特征在于對(duì)激光加工期間加工點(diǎn)發(fā)射的光進(jìn)行光譜分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的光譜分析是連續(xù)進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述光譜分析是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。
4.一種激光加工裝置，包括激光器(1)，傳導(dǎo)激光束的裝置(7)和把激光束聚焦到加工點(diǎn)(10)上的聚焦裝置(8，9)，其特征在于所述裝置包括置于激光束路徑上的，可使此激光束穿透但反射其它波長(zhǎng)的光的分光鏡(5)，和一個(gè)接收被此鏡反射的光的光譜儀(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述傳導(dǎo)裝置(7)包括光導(dǎo)纖維，其特征在于分光鏡(5)安裝在此光纖的上游。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的裝置，其特征在于光譜儀(4)適宜過(guò)濾激光器(1)的閃光燈發(fā)出的光線。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任何一個(gè)的裝置，其特征在于光譜儀(4)是干涉儀型的。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，激光束(2)被傳導(dǎo)到加工點(diǎn)(10)的周圍，并在其上聚焦，并且對(duì)激光加工期間加工點(diǎn)發(fā)出的光進(jìn)行光譜分析，其應(yīng)用于在小口徑管中進(jìn)行激光焊接。
文檔編號(hào)B23K26/00GK1060424SQ9110961
公開(kāi)日1992年4月22日 申請(qǐng)日期1991年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月10日
發(fā)明者布道·塞西爾 申請(qǐng)人:法瑪通公司