激光熔覆过程中的高光谱与热温度估算

摘要： 尽管激光金属沉积等金属增材制造技术无疑具有巨大的工业潜力，但该技术在达到工业成熟度之前仍需克服一些固有的质量挑战。对工件温度演变进行非接触式原位监测，可提供实施自动化闭环过程控制系统和优化制造工艺所需的信息，从而为这些问题提供稳健的解决方案。然而，测量绝对温度并非显而易见：波长相关的发射率值在固态、液态和糊状金属区域之间变化，需要光谱信息和专门的后期处理来将发射的红外辐射量与材料温度相关联。本文比较了在316L钢样品激光熔覆过程中，采用可见光和近红外高光谱线阵相机与传统短波红外（SWIR）热像仪获得的温度估算结果。两种方法对熔池内部温度分布的测量结果一致，而SWIR相机还能将温度测量范围延伸至熔池边界之外的固态区域。