雷鹏达,付洪波,孔令华,易定容,杨金伟

(1.福建工程学院机械与汽车工程学院物联网实验室,福建 福州 350118；2.中国科学院 安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室,安徽 合肥 230031；3.华侨大学机电及自动化学院,福建 厦门 361021)

1 引 言

激光熔覆是一种被广泛应用、绿色的、节约成本的表面改性技术,在基体表面熔覆涂层提高工件表面的综合性能,让零件具有更佳的力学性能[1]。 熔覆层的厚度以及不同区域的元素分析有助于分析熔覆层性能。目前在工艺试验和生产中,分析熔覆层元素分布的主要分析手段有扫描电子显微镜(EDS/SEM)等。扫描电子显微镜的优点在于拥有良好的空间分辨率,但缺点在于分析速度慢、效率低,同时样品的灵敏度较低、较难检测到轻量元素、对样件形状、大小、状态要求严格等。由于设备本身的缺点,导致是两种技术在检测中难以快速给出的定性定量分析结果。

激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是利用脉冲激光激发样品产生等离子体,并通过分析其发射光谱进行定性、定量分析的一项元素分析技术[2-3]。LIBS技术已应用于各种样品的分析,包括固体[4]、液体[5]、气体[6]。不仅如此,强大的微区分析能力也是LIBS技术的优势之一[7-9],在研究熔覆层缺陷的同时,也针对熔覆层剖面的微区元素分布、熔合区元素分布进行研究[10-11]。同时利用LIBS的基体效应这一独特效应,反演分析硬度与光谱强度之间的关系。目前利用LIBS检测熔覆层状态的国内外研究较少,陈远鹏、宋立军等人[12]利用LIBS技术针对增材制造提出一种实时相变监测方法,实时监控激光熔覆过程中的物相变化进而控制成型后的物相组成以及工艺参数。……