鋁合金焊前激光清洗的等離子體光譜在線檢測(cè)

佟艷群，陸勤慧，周建忠，姚紅兵，葉云霞，任旭東*

1. 江蘇大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院, 江蘇 鎮(zhèn)江 212013 2. 江蘇大學(xué)微納光電子與太赫茲技術(shù)研究院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013

引 言

鋁合金在汽車、航空航天等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，鋁合金焊接技術(shù)常見缺陷之一焊縫內(nèi)存在氣孔降低焊接質(zhì)量，氧化物為氣孔主要來源之一[1]，采用激光清洗技術(shù)對(duì)鋁合金進(jìn)行焊前預(yù)處理可有效去除氧化物減少氣孔生成。相對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械清洗或化學(xué)清洗方式[2]，激光清洗具有高效、精密、安全等優(yōu)點(diǎn)，但激光清洗技術(shù)本身也存在導(dǎo)致基體損傷的風(fēng)險(xiǎn)[3]，因此在線檢測(cè)激光清洗過程有利于實(shí)時(shí)判斷激光清洗效果，也可促進(jìn)鋁合金焊接與預(yù)處理裝置的集成化。

激光誘導(dǎo)等離子光譜(LIBS)具有檢測(cè)速度快、檢測(cè)精度高、多元素同時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境、冶金、食品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[4-8]。LIBS技術(shù)應(yīng)用于合金成分檢測(cè)時(shí)擁有較低的檢出限和較高的準(zhǔn)確性[9]，Yang[10]等對(duì)不同樣本采用迭代權(quán)重調(diào)整方法校準(zhǔn)了高溫環(huán)境下鋼材的LIBS光譜，證明了LIBS在工業(yè)在線測(cè)量中的潛力。Ahmed[11]等利用X射線能譜及飛行時(shí)間質(zhì)譜驗(yàn)證了LIBS在黃銅成分檢測(cè)時(shí)的準(zhǔn)確性。Lei[12]等利用LIBS光譜對(duì)TC11鈦合金中5種元素進(jìn)行定量分析，并采用T檢驗(yàn)法與GB/T 4698數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果表明LIBS是一種快速準(zhǔn)確的鈦合金成分定量分析方法。有研究采用SVM算法處理鋼鐵合金LIBS光譜，驗(yàn)證了LIBS應(yīng)用于復(fù)雜樣品定量分析的可行性。Boué-Bigne[13]研究了鋼材表面氧化物L(fēng)IBS光譜，確定了一種快速判別鋼材表面清潔度的方法。……