一种金属表面激光条形码深度的测量方法与流程

本发明属于金属表面激光条形码深度测量技术领域，具体涉及一种金属表面激光条形码深度的测量方法。

背景技术：

激光打标技术已成为工业领域中广泛应用的技术，依托激光打标系统可以在材料表面刻写出耐久性好、不易擦除的标记，满足工业产品标识的需求。条形码是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符，可以表示出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、类别等信息，因而在工业产品中的得到广泛的应用。目前在金属材料产品上，应用激光打标技术进行条形码标记实现产品信息标识得到广泛的应用，可以快速实现产品表面的信息标识，且耐久性好、不易擦除。但在实际应用过程中，需要对金属产品表面激光条形码深度进行控制，在能满足标识需要的前提下，条形码深度尽量较浅，以防止对金属材料组织和腐蚀性能的影响。因此，在激光条形码标记试验过程中，需要对激光条形码的深度进行测量，用于指导激光打标工艺参数的优化，以确保控制激光条形码深度控制在一定的范围内。

目前，激光打标机的打标深度主要靠调节激光输出功率来控制，而不同激光功率对打标深度的影响需要准确测量出每一功率条件下的打标深度值才能确定，进而优化和确定激光打标工艺参数。目前，还未见专有设备和技术进行微米级激光打标深度的测量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种金属表面激光条形码深度的测量方法。该测量方法操作简单、易控，可以满足金属表面激光条形码深度的准确测量的需求，通过该发明测量工艺，可以实现金属表面激光条形码深度的有效测量，保障了金属表面激光条形码深度测量的准确性，对于激光标记条形码工艺控制具有重要的指导意义。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种金属表面激光条形码深度的测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、制作试样夹具：所述试样夹具包括对称设置的两块夹持板，所述夹持板上开设有两个螺纹孔，所述螺纹孔内设置有用于连接两块夹持板的螺栓，所述螺栓上设置有螺母；

步骤二、夹持试样：取带有激光条形码的待测试样，沿所述激光条形码的垂直方向线切割待测试样，形成待测面，然后采用步骤一中所述试样夹具将所述待测试样夹紧，保证待测试样的待测面与所述试样夹具的顶面相平齐，然后打磨待测试样的待测面，并依次采用氧化铝抛光液、腐蚀溶液和乙醇抛光成镜面；

步骤三、测量激光条形码的深度：先利用体视显微镜对步骤二中抛光好的待测面在靠近激光条形码的区域进行标记，然后利用金相显微镜找到所述标记的位置，再对靠近所述标记位置处的激光条形码的截面深度进行显微照相，最后应用定量金相测量软件测量激光条形码的深度。

上述的一种金属表面激光条形码深度的测量方法，其特征在于，步骤一中所述夹持板的形状为立方体，所述夹持板的长度为50mm，所述夹持板的宽度为20mm，所述夹持板的厚度为3mm～5mm。

上述的一种金属表面激光条形码深度的测量方法，其特征在于，步骤一中两个所述螺纹孔相平齐。

上述的一种金属表面激光条形码深度的测量方法，其特征在于，步骤一中所述夹持板的材质为塑料。

上述的一种金属表面激光条形码深度的测量方法，其特征在于，步骤二中依次采用150#、400#、600#和1000#砂纸打磨待测试样的待测面。

上述的一种金属表面激光条形码深度的测量方法，其特征在于，步骤二中所述氧化铝抛光液中氧化铝的质量百分含量为10％～15％。

上述的一种金属表面激光条形码深度的测量方法，其特征在于，步骤二中所述腐蚀溶液由HF、HNO₃和H₂O按照(1～3):(3～5):(92～96)的体积比混合而成，所述HF和HNO₃均为分析纯试剂。

上述的一种金属表面激光条形码深度的测量方法，其特征在于，步骤二中所述乙醇为分析纯试剂。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、通过本发明的测量方法可以实现金属表面激光条形码深度的有效测量，保障了金属表面激光条形码深度测量的准确性，对于激光标记条形码工艺的控制具有重要的指导意义。

2、本发明通过试验夹具将待测试验夹紧，防止在测量激光条形码的深度时待测试样晃动跑偏，影响测量的效率和准确度。

3、本发明利用体视显微镜、金相显微镜和定量金相测量软件测量激光条形码能准确测量金属表面激光条形码深度的数值，该测量方法易于实现、操作简单，能有效满足实际检测激光条形码深度的需求。

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明试验夹具的主视图。

图2是本发明试验夹具的俯视图。

附图标记说明：

1—夹持板； 2—螺栓； 3—螺母；

4—待测试样； 5—激光条形码。

具体实施方式

实施例1

测量Zr-4合金管材表面激光条形码深度的方法包括以下步骤：

步骤一、制作试样夹具：所述试样夹具包括对称设置的两块立方体形的夹持板1，所述夹持板1上开设有两个螺纹孔，两个螺纹孔分别位于夹持板1长度方向的两侧，且位置相平齐，所述螺纹孔内设置有用于连接两块夹持板1的螺栓2，所述螺栓2上设置有螺母3；所述夹持板1的长度为50mm，所述夹持板1的宽度为20mm，所述夹持板1的厚度为3mm；所述夹持板1的材质为硬塑料，所述螺纹孔的直径为3mm，所述螺栓2的规格为M3×30mm；

步骤二、夹持试样：取带有激光条形码5的锆合金待测试样4，沿所述激光条形码5的垂直方向线切割锆合金待测试样4，形成待测面，所述待测面的尺寸为20mm×10mm，然后采用步骤一中所述试样夹具将所述锆合金待测试样4夹紧，并通过螺栓2和螺母3的螺纹配合作用将锆合金待测试样4固定在两个夹持板1之间，同时保证锆合金待测试样4的待测面与所述夹持板1的顶面相平齐，该夹持板1的顶面尺寸为50mm×3mm，然后依次采用150#、400#、600#和1000#砂纸打磨待测试样的待测面，并依次采用氧化铝抛光液、腐蚀溶液和乙醇抛光成镜面；所述氧化铝抛光液中氧化铝的质量百分含量为10％；所述腐蚀溶液由HF、HNO₃和H₂O按照1:3:96的体积比混合而成，所述HF、HNO₃和乙醇均为分析纯试剂；

步骤三、测量激光条形码的深度：将步骤二中抛光好的锆合金待测试样4放置在体视显微镜下，选择放大倍数30×，在抛光好的锆合金待测试样4的待测面上靠近激光条形码处进行标记，然后利用金相显微镜找到所述标记的位置，对靠近该位置激光条形码处的截面深度选择500×放大倍数进行显微照相，应用定量金相测量软件测量激光条形码的深度，通过软件分析最后得到Zr-4合金管材表面激光条形码的深度数值。

实施例2

测量TC4钛合金棒材表面激光条形码深度的方法包括以下步骤：

步骤一、制作试样夹具：所述试样夹具包括对称设置的两块立方体形的夹持板1，所述夹持板1上开设有两个螺纹孔，两个螺纹孔分别位于夹持板1长度方向的两侧，且位置相平齐，所述螺纹孔内设置有用于连接两块夹持板1的螺栓2，所述螺栓2上设置有螺母3；所述夹持板1的长度为50mm，所述夹持板1的宽度为20mm，所述夹持板1的厚度为3mm；所述夹持板1的材质为硬塑料，所述螺纹孔的直径为4mm，所述螺栓2的规格为M3×30mm；

步骤二、夹持试样：取带有激光条形码5的钛合金待测试样4，沿所述激光条形码5的垂直方向线切割钛合金待测试样4，形成待测面，所述待测面的尺寸为25mm×20mm，然后采用步骤一中所述试样夹具将所述钛合金待测试样4夹紧，并通过螺栓2和螺母3的螺纹配合作用将钛合金待测试样4固定在两个夹持板1之间，同时保证钛合金待测试样4的待测面与所述夹持板1的顶面相平齐，该夹持板1的顶面尺寸为50mm×4mm，然后依次采用150#、400#、600#和1000#砂纸打磨待测试样的待测面，并依次采用氧化铝抛光液、腐蚀溶液和乙醇抛光成镜面；所述氧化铝抛光液中氧化铝的质量百分含量为15％；所述腐蚀溶液由HF、HNO₃和H₂O按照3:4:92的体积比混合而成，所述HF、HNO₃和乙醇均为分析纯试剂；

步骤三、测量激光条形码的深度：将步骤二中抛光好的钛合金待测试样4放置在体视显微镜下，选择放大倍数40×，在抛光好的钛合金待测试样4的待测面上靠近激光条形码处进行标记，然后利用金相显微镜找到所述标记的位置，对靠近该位置激光条形码处的截面深度选择500×放大倍数进行显微照相，应用定量金相测量软件测量激光条形码的深度，通过软件分析最后得到TC4钛合金棒材表面激光条形码的深度数值。

实施例3

测量TA3钛合金板材表面激光条形码深度的方法包括以下步骤：

步骤一、制作试样夹具：所述试样夹具包括对称设置的两块立方体形的夹持板1，所述夹持板1上开设有两个螺纹孔，两个螺纹孔分别位于夹持板1长度方向的两侧，且位置相平齐，所述螺纹孔内设置有用于连接两块夹持板1的螺栓2，所述螺栓2上设置有螺母3；所述夹持板1的长度为50mm，所述夹持板1的宽度为20mm，所述夹持板1的厚度为3mm；所述夹持板1的材质为硬塑料，所述螺纹孔的直径为5mm，所述螺栓2的规格M3×30mm；

步骤二、夹持试样：取带有激光条形码5的钛合金待测试样4，沿所述激光条形码5的垂直方向线切割钛合金待测试样4，形成待测面，所述待测面的尺寸为35mm×20mm，然后采用步骤一中所述试样夹具将所述钛合金待测试样4夹紧，并通过螺栓2和螺母3的螺纹配合作用将钛合金待测试样4固定在两个夹持板1之间，同时保证钛合金待测试样4的待测面与所述夹持板1的顶面相平齐，该夹持板1的顶面尺寸为50mm×5mm，然后依次采用150#、400#、600#和1000#砂纸打磨待测试样的待测面，并依次采用氧化铝抛光液、腐蚀溶液和乙醇抛光成镜面；所述氧化铝抛光液中氧化铝的质量百分含量为10％；所述腐蚀溶液由HF、HNO₃和H₂O按照1:594的体积比混合而成，所述HF、HNO₃和乙醇均为分析纯试剂；

步骤三、测量激光条形码的深度：将步骤二中抛光好的钛合金待测试样4放置在体视显微镜下，选择放大倍数50×，在抛光好的钛合金待测试样4的待测面上靠近激光条形码处进行标记，然后利用金相显微镜找到所述标记的位置，对靠近该位置激光条形码处的截面深度选择100×放大倍数进行显微照相，应用定量金相测量软件测量激光条形码的深度，通过软件分析最后得到TA3钛合金板材表面激光条形码的深度数值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。