【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料分析，尤其涉及一种激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法。
技术介绍
1、目前电接触材料的电弧侵蚀实验中激光模拟电弧烧蚀并没有结合激光控制参数的有效选取进行系统的试验方法，也没有考虑触头材料本身的特性对试验的影响以及激光与实际电弧之间的烧蚀机理差异，导致分析得出的触头材料的特性具有较大的偏差。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，能够精确获取不同触头样品的烧蚀评价参数并用于比较分析，从而提高了分析触头材料的耐电弧烧蚀性能的准确性。
2、本专利技术提供一种激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，包括如下步骤：
3、s1：选取触头材料；
4、s2：获取所述触头材料的表面z轴高度值对应的材料光斑直径；
5、s3：进行阈值烧蚀试验，获取所述触头材料的烧蚀功率密度阈值与阈值光斑直径；
6、s4：利用所述阈值光斑直径进行高能烧蚀试验，获取所述触头材料的线性烧蚀速率变化；
7、s5：进行变时烧蚀试验，获取所述触头材料的烧蚀面积变化速率；
8、s6：获取s3中阈值烧蚀试验、s4中高能烧蚀试验、s5中变时烧蚀试验后的触头材料的评价参数；
9、s7：比较不同的所述触头材料的评价参数，分析触头材料的耐电弧烧蚀性能。
10、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一
11、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一步改进在于，基于对所述触头材料进行熔融前处理时，对所述触头材料进行打磨，进而对所述触头材料进行清洗；对所述触头材料进行连续烧蚀试验，初步分析所述触头材料的耐电弧烧蚀性能。
12、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一步改进在于，s1步骤基于选取触头材料时，
13、选取平面型、非镀层、电接触材料作为触头材料，触头材料的直径在2.5~3mm范围之内，上下表面平行度小于或等于0.1mm。
14、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一步改进在于，s2步骤获取所述触头材料的表面z轴高度值对应的材料光斑直径时，
15、获取激光器焦点处的光斑直径，其计算公式如下：
16、
17、其中，为激光束聚焦焦点的最小光斑直径，为触头材料烧蚀位置的直径，为聚焦片的焦距，为准直片的焦距；
18、计算激光器型号对应的瑞丽长度，计算公式如下：
19、
20、其中，为激光器型号对应的瑞丽长度，为激光束聚焦焦点的最小光斑直径，为激光对应的波长，为激光的光束质量；
21、计算不同离焦量对应的光斑直径，计算公式如下：
22、
23、其中，为不同离焦量所对应的聚焦光斑直径，为激光束聚焦焦点的最小光斑直径，为离焦量，离焦量为所聚焦的触头材料的表面与激光束聚焦点之间的z轴高度差；
24、获取触头材料表面的z轴高度初始值，则控制激光头在z轴移动，不同的高度值z对应激光束汇聚在触头材料表面的光斑直径为d，直径d计算公式如下：
25、
26、其中，是不同离焦量所对应的聚焦光斑直径，为激光束聚焦焦点的最小光斑直径，是激光器型号对应的瑞丽长度，为触头材料表面的z轴高度初始值。
27、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一步改进在于，s3步骤进行阈值烧蚀试验，获取所述触头材料的烧蚀功率密度阈值与阈值光斑直径时，
28、在第一烧蚀条件下对触头材料进行多点烧蚀；
29、利用三维形貌仪获取触头材料的表面的形貌信息以及高度信息，根据所述形貌信息和所述高度信息获取阈值烧蚀信息，
30、选取触头材料的表面出现阈值烧蚀信息下的阈值光斑直径dr以及对应的烧蚀功率密度阈值；
31、
32、其中，为触头材料的烧蚀功率密度阈值、为阈值烧蚀信息所对应的激光功率、为出现阈值烧蚀信息所对应的烧蚀面积。
33、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一步改进在于，s4步骤利用所述阈值光斑直径进行高能烧蚀试验，获取所述触头材料的线性烧蚀速率变化时，
34、根据所述触头材料的阈值光斑直径，设定高能烧蚀直径；
35、在第二烧蚀条件下对触头材料进行烧蚀；
36、利用三维形貌仪获取触头材料的表面的烧蚀前的表面平均高度值以及实时获取所述触头材料的表面烧蚀后的表面烧蚀坑最低点；
37、
38、其中，为线性烧蚀速率，为触头材料烧蚀前的表面平均高度值，为触头材料烧蚀后的表面烧蚀坑最低点，为烧蚀时间。
39、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一步改进在于，s5步骤进行变时烧蚀试验，获取所述触头材料的烧蚀面积变化速率时，
40、根据所述触头材料的阈值光斑直径dr，设定触头材料的变时烧蚀直径，在第三烧蚀条件下对触头进行变时烧蚀试验，
41、利用三维形貌仪实时获取触头材料的表面的烧蚀面积；
42、
43、其中，为触头材料的烧蚀面积变化速率，为触头材料的烧蚀面积，为烧蚀时间。
44、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一步改进在于，s6步骤获取s3中阈值烧蚀试验、s4中高能烧蚀试验、s5中变时烧蚀试验后的触头材料的评价参数时；
45、通过三维形貌仪获取s3步骤、s4步骤以及s5步骤中的触头材料的表面的形貌图以及三维高度数据，并结合表面形貌图对三维高度数据进行计算处理，获取烧蚀坑区域的三维粗糙度参数以及三维宏观信息；
46、三维粗糙度参数包括表面算术平均高度、表面高度分布的偏斜度、表面高度分布的峭度、表面最大峰高、表面最大谷深、表面均方根偏差；
47、三维宏观信息包括烧蚀坑径深比、烧蚀坑平均直径、烧蚀面积变化速率、线性烧蚀速率、烧蚀坑最低点；触头材料经过烧蚀试验之后的质量损失。
48、本专利技术激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法的进一步改进在于，s7步骤比较不同的所述触头材料的评价参数，分析触头材料的耐电弧烧蚀性能时，
49、比较触头样品出现阈值烧蚀现象对应的功率密度，分析阈值烧蚀试验、高能烧蚀试验和变时烧蚀试验的触头材料的三维粗糙信息与三维宏观信息变化趋势，以分析所述触头材料的耐电弧烧蚀性能。
50、本专利技术通过烧蚀熔融前处理解决了触头材料因为高反特性出现一致性差的问题，同时考虑了激光诱导等离子体的振荡变化机理，确定了烧蚀时间的时间参数，提高了激光模拟电弧烧蚀的机理相似性，梳理总结了激光阈值、高能、变时烧蚀试验方案与具体测试控制参数，通过烧蚀区域的三维高度数据与二维形貌图像的关联结合分析本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，S1步骤基于选取触头材料时，
5.根据权利要求1所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，S2步骤获取所述触头材料的表面Z轴高度值对应的材料光斑直径时，
6.根据权利要求1所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，S3步骤进行阈值烧蚀试验，获取所述触头材料的烧蚀功率密度阈值与阈值光斑直径时，
7.根据权利要求6所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，S4步骤利用所述阈值光斑直径进行高能烧蚀试验，获取所述触头材料的线性烧蚀速率变化时，
8.根据权利要求7所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，S5步骤进行变时烧蚀试
9.根据权利要求8所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，S6步骤获取S3中阈值烧蚀试验、S4中高能烧蚀试验、S5中变时烧蚀试验后的触头材料的评价参数时；
10.根据权利要求9所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，S7步骤比较不同的所述触头材料的评价参数，分析触头材料的耐电弧烧蚀性能时，
...【技术特征摘要】
1.一种激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，s1步骤基于选取触头材料时，
5.根据权利要求1所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，s2步骤获取所述触头材料的表面z轴高度值对应的材料光斑直径时，
6.根据权利要求1所述的激光测试触头材料耐电弧烧蚀性能的分析方法，其特征在于，s3步骤进行阈值烧蚀试验，获取所述触头材料的烧蚀功率密度阈值与阈值光斑...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文华，王紫恒，阎嘉兴，沈佳航，王云，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。