文档介绍：RESEARCH 学术论文
激光深熔焊接等离子体发射光谱诊断研究*
Optical Emission Spectroscopic Measurement of Plasma During
Laser Keyhole Welding
哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室雷正龙赵耀邦陈彦宾
首都航天机械公司马少义孙忠绍
[摘要] 综述了激光等离子体发射光谱诊断的基折射等作用,影响激光束与工件的能量耦合,从而导致
本假设;介绍了电子温度、密度光谱计算最常用的方法; 熔深不足、过烧、焊缝形状波动不规则,甚至出现等离子
同时综述了国内外激光焊接等离子体光谱诊断的研究体云对激光辐射的屏蔽,最终将导致小孔的崩溃和焊接
进展。旨在对激光焊接等离子体光谱诊断基本理论和过程的终止[3-4]。因此就激光焊接等离子体展开研究,
当前的研究进展进行全面的梳理,并对开展激光焊接等进而对等离子体进行控制对激光深熔焊接具有重大的
离子体光谱试验工作提供理论支持和技术参考。意义。
关键词: 光谱诊断等离子体激光焊接电子温度和电子密度是等离子体最重要的 2 个参数,其
温度电子密度他物性参数都可以表达为等离子体温度和电子密度的
[ABSTRACT] The main assumptions of plasmas 函数[5]。与其他方法相比,光谱分析可以在不干扰等离
diagnosis by optical emission spectroscopy are introduced. 子体原始态的情况下测量等离子体的参数,同时,关于
The mon methods to determine the value of 光谱信息计算等离子体温度的相关理论已很完整,并可
electron temperature and density are deduced. The re- 进行相应的误差分析,因此光谱分析法成为等离子体温
search progress of plasmas diagnosis by optical emission 度、密度测量最常用的方法[6]。目前国内外对于等离子
spectroscopy is reviewed, which are provided as useful 体电子温度、密度的光谱诊断主要集中在化学分析[7-9]、
information for full acquaintance, and are also provided 托卡马克等离子体[10] 以及电弧放电领域[11-12],而针对
as theoretical backup and technologic reference for future 激光深熔焊接光致等离子体温度、密度测量的研究较
experiment work. 少。因此,本课题鉴于在激光深熔焊接过程中等离子体
Keywords: Spectroscopic measurement Plasma 控制的重要性,就激光焊接等离子电子温度、密度的发
Laser welding Electron temperature Electron density 射光谱诊断的基本原理进行了总结,并综述了国内外关
于激光焊接等离子光谱诊断的研究