一种永磁铁供磁的电-磁复合场协同激光熔覆装置制造方法及图纸

一种永磁铁供磁的电‑磁复合场协同激光熔覆装置，包括激光熔覆部、支架部、电场部和磁场部；激光熔覆部包括激光器和送粉器，支架部包括落地架和沿底板，底板的两端可转动且可定位的设置在转动装置上，转动装置可沿z轴方向上下移动且定位的地设置在落地架上；第一调节板的远端可在底板上沿y轴方向移动并定位，第一调节板的近端与第二调节板的近端垂直相交，且第二调节板可在第一调节板上沿x轴方向移动并定位，基体的两端分别可移动且可定位的安装在第二调节板的远端上；电场部包括通过导线相连的电源、变组调压器、开关；磁场部包括可沿底板移动并定位的磁铁盒，磁场部还包括冷却装置。

A permanent magnet for magnetic electric magnetic field synergy composite laser cladding device

A permanent magnet for magnetic electric magnetic field synergy composite laser cladding device, including laser cladding, electric field and magnetic field, the supporting part; laser cladding part includes laser and powder feeding device, the supporting part comprises a floor frame and arranged along the floor, the floor in the rotary device can rotate at both ends the positioning device can rotate, move up and down along the Z axis direction and positioning are arranged in the floor frame; the adjusting plate in the distal end of the first floor and move along the direction of Y axis positioning, the proximal proximal end of the first and second adjusting plate of the adjusting plate perpendicular and adjusting plate in second the first adjusting plate moves and positioning the direction of the X axis of the distal ends of the movable base and can be installed in the location of the adjusting plate second; electric field part comprises a power supply, through the wire connected to the transformer voltage regulator, the switch part includes magnetic field along the bottom; The magnetic field part also comprises a cooling device.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种永磁铁供磁的电-磁复合场协同激光熔覆装置。
技术介绍
激光熔覆技术是指以采用不同的溶质元素或硬质相的添加方法，在基体表面添加熔覆材料，经过激光辐照后，使熔覆材料和基体表面同时熔化产生熔池，经过快速凝固形成低稀释率且与基体呈冶金结合的表面覆层。激光熔覆技术作为增材技术的基础工艺，已越来越多的应用于工业生产中。随着使用条件的日益苛刻、使用环境的日益复杂、材料科学的不断发展，人们对激光熔覆技术也提出了更高的期望和更多的要求。现有的激光熔覆技术也暴露出了以下几个方面的问题：1、对激光熔覆组织的控制一般通过调节激光工艺参数来实现难以对熔覆组织中晶粒的形态、尺寸、晶体取向进行灵活控制；2、在激光高能束的辐照作用下，熔覆层熔池发生强烈地搅动，在单层激光熔覆过程中容易实现外加溶质元素或硬质相的均匀分布，但难以实现其梯度分布。针对上述问题，国内外纵多学者采用磁场、电场辅助激光熔覆来调控熔池，因此现需要一种能同时提供电磁场的装置，以探究电场、磁场对熔覆熔池的作用机理以及作用效果。专利号为CN105132910A的中国专利公开了一种稳恒磁场辅助激光熔覆的方法与装置，该装置为固定式双侧供磁，由电磁铁提供可调磁场强度。专利号为CN105537768A公开了一种磁场辅助激光焊接装置及方法，该装置磁场位置位于基体下侧，磁场方向由下至上。上述两种装置单纯提供磁场，未实现电场与磁场的耦合，而且其基体为固定式，不能实现多角度的加工。专利号为CN103753028A的中国专利公开了一种电场磁场耦合辅助激光打孔方法及装置，该装置尽管能实现同步耦合选转磁场与磁场，但该装置为一腔体结构，限制了加工对象的尺寸，且该装置底座为固定式，不能实现变角度的加工；专利号为CN104195541A的中国专利公开了一种电-磁复合场协同激光熔覆的方法及装置，该装置为两侧供磁，同时耦合电场，但无法灵活调整磁场的梯度，难以实现磁场方向的偏置，而且磁场装置为固定式，不能实现多角度的熔覆。且在磁场的施加过程中，该装置未考虑磁场的冷却，极易导致永磁铁过热而失效。在电场的施加过程中，该装置未考虑绝缘问题，使得通入基体电流被分流，导致基体电场强度不够。
技术实现思路
为克服
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术提供一种永磁铁供磁的电-磁复合场协同激光熔覆装置。本专利技术能够实现电场或/和磁场与激光熔覆熔池同步耦合，基体多角度变换，有效调控熔覆熔池流体运动、内部颗粒分布以及熔覆缺陷，得到性能优良的熔覆涂层。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种永磁铁供磁的电-磁复合场协同激光熔覆装置，包括用于熔覆基体的激光熔覆部、用于固定基体且可用于调节基体位置的支架部、用于给基体提供电场的电场部和用于给基体提供磁场的磁场部；所述激光熔覆部包括激光器和送粉器，激光器连接有垂直向下的激光输出头，送粉器连接有垂直向下的送粉头，且送粉头设置在激光输出头上；所述支架部设置在激光熔覆部的正下方，支架部包括垂直设置的落地架和沿长度方向架设在落地架上的底板，且落地架的落地面上设有绝缘垫；以底板长度所在的水平方向为x轴所在方向，以落地架的高度所在的竖直方向为z轴所在方向，以同时平行于x轴和z轴的方向为y轴方向：底板的两端可转动且可定位的设置在转动装置上，所述转动装置可沿z轴方向上下移动且定位的地设置在落地架上，位于激光输出头下方的基体沿y轴方向铺设在底板上，且基体沿y轴方向的两端分别通过位置调节装置固定在底板上；所述位置调节装置包括沿x轴方向铺设的第一调节板和沿y轴方向铺设的第二调节板，第一调节板的远端可在底板上沿y轴方向移动并定位，第一调节板的近端与第二调节板的近端垂直相交，且第二调节板可在第一调节板上沿x轴方向移动并定位，基体的两端分别可移动且可定位的安装在第二调节板的远端上；所述电场部包括通过导线相连的电源、变组调压器、开关，且电源的正极与变组调压器相连；导线的两自由端分别与第二调节板相连；所述磁场部包括可沿底板移动并定位的磁铁盒，基体的左右两侧均设有空心且密闭的所述磁铁盒，且磁铁盒和基体之间设有绝缘层；位于左侧的磁铁盒内设有左永磁铁组，位于右侧的磁铁盒内设有右永磁铁组；所述磁场部还包括冷却装置，所述冷却装置包括冷却池，冷却池内设有冷却液，冷却池、水泵与各磁铁盒通过冷却液管串联连通。进一步，所述第一调节板的远端上开有沿y轴方向延伸的第一槽，所述第一槽内可滑动地设有第一螺栓，所述第一螺栓底端与底板相连，顶端连接一个可将第一调节板拧紧在底板上的第一螺母，以便第一调节板在底板上移动或定位；所述第二调节板的近端设有沿x轴方向延伸的第二槽，第一调节板近端上设有第二螺栓，第二螺栓可滑动地穿设在第二槽上，第二螺栓连接一个可将第一调节板和第二调节板拧紧在一起的第二螺母，以便第二调节板沿x轴方向相对于第一调节板进行位置微调。进一步，所述底板上设有沿x轴方向延伸的第三槽，磁铁盒底面固定有沿z轴方向向下延伸的第三螺栓，第三螺栓可滑动地穿设在第三槽上，第三螺栓连接一个可将磁铁盒和底板拧紧在一起的第三螺母，以便微调磁铁盒与基体之间沿x轴方向的距离。进一步，所述转动装置包括凹型角块，凹型角块向z轴方向凹陷，凹型角块沿x轴方向的一端设有沿x轴方向延伸的固定螺栓，落地架上沿z轴方向间隔设有若干个与所述固定螺栓相配合的第一螺纹孔；所述凹型角块沿x轴方向的另一端可转动地设有沿x轴方向向外延伸的转轴，底板的两端固定在在所述转轴上；所述凹型角块沿y轴方向的两侧均开有沿y轴方向延伸至转轴的第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内可拆卸的设有用于抵紧转轴以阻止转轴转动的锁定螺栓。进一步，所述第二调节板的远端设有沿z轴方向延伸的立板，所述立板上开有沿z轴方向延伸的第四槽，所述第四槽内可滑动地设有第四螺栓，所述第四螺栓底端与立板相连，顶端连接一个可将基板拧紧在立板上的第四螺母，以便基板在立板上移动或定位。6、如权利要求5所述的一种永磁铁供磁的电-磁复合场协同激光熔覆装置，其特征在于：所述绝缘层贴设在磁铁盒正对基体的外侧面上。进一步，所述绝缘层为云母片。进一步，所述磁铁盒沿y轴方向的一端设有进液口，另一端设有出液口，所述进液口与水泵出口相连，所述出液口与水泵进口相连；且所述进液口的位置沿z轴方向高于所述出液口的位置。进一步，所述左永磁铁组包括若干块第一永磁铁块，所述右永磁铁组包括若干块第二永磁铁块。进一步，顶盖通过密封垫圈密闭盖设在磁铁盒上，顶盖内表面上布设有散热肋片。以图1的左边为左侧，右边为右侧，且定义以图1中位于基体左侧的磁铁盒为左侧的磁铁盒，位于基体右侧的磁铁盒为右侧的磁铁盒。本专利技术的有益效果主要表现在：1、本专利技术通过电场-磁场同步作用于激光熔覆熔池，形成定向洛伦兹力，可调控熔池运动与调控熔池硬质相，减少熔覆缺陷，提高熔覆层性能。2、基体可随着底板转动，能提供多角度熔覆，实现磁场或/和电场、熔池同步耦合的功能，极易实现快装、快拆，操作简单，适用范围广。3、基体沿x轴、y轴、z轴三个方向的位置均可调，以适配激光输出头个送粉头的位置，以满足具体需要。4、磁铁盒在底板上的位置可调，通过调节磁铁盒在底板上的位置即可调节磁场的方向和大小，以满足个性化需求。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。图2是底板的结构示意图。图3是底板、第一调节板和第二调节板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁铁供磁的电‑磁复合场协同激光熔覆装置，其特征在于：包括用于熔覆基体的激光熔覆部、用于固定基体且可用于调节基体位置的支架部、用于给基体提供电场的电场部和用于给基体提供磁场的磁场部；所述激光熔覆部包括激光器和送粉器，激光器连接有垂直向下的激光输出头，送粉器连接有垂直向下的送粉头，且送粉头设置在激光输出头上；所述支架部设置在激光熔覆部的正下方，支架部包括垂直设置的落地架和沿长度方向架设在落地架上的底板，且落地架的落地面上设有绝缘垫；以底板长度所在的水平方向为x轴所在方向，以落地架的高度所在的竖直方向为z轴所在方向，以同时平行于x轴和z轴的方向为y轴方向：底板的两端可转动且可定位的设置在转动装置上，所述转动装置可沿z轴方向上下移动且定位的地设置在落地架上，位于激光输出头下方的基体沿y轴方向铺设在底板上，且基体沿y轴方向的两端分别通过位置调节装置固定在底板上；所述位置调节装置包括沿x轴方向铺设的第一调节板和沿y轴方向铺设的第二调节板，第一调节板的远端可在底板上沿y轴方向移动并定位，第一调节板的近端与第二调节板的近端垂直相交，且第二调节板可在第一调节板上沿x轴方向移动并定位，基体的两端分别可移动且可定位的安装在第二调节板的远端上；所述电场部包括通过导线相连的电源、变组调压器、开关，且电源的正极与变组调压器相连；导线的两自由端分别与第二调节板相连；所述磁场部包括可沿底板移动并定位的磁铁盒，基体的左右两侧均设有空心且密闭的所述磁铁盒，且磁铁盒和基体之间设有绝缘层；位于左侧的磁铁盒内设有左永磁铁组，位于右侧的磁铁盒内设有右永磁铁组；所述磁场部还包括冷却装置，所述冷却装置包括冷却池，冷却池内设有冷却液，冷却池、水泵与各磁铁盒通过冷却液管串联连通。...

【技术特征摘要】
1.一种永磁铁供磁的电-磁复合场协同激光熔覆装置，其特征在于：包括用于熔覆基体的激光熔覆部、用于固定基体且可用于调节基体位置的支架部、用于给基体提供电场的电场部和用于给基体提供磁场的磁场部；所述激光熔覆部包括激光器和送粉器，激光器连接有垂直向下的激光输出头，送粉器连接有垂直向下的送粉头，且送粉头设置在激光输出头上；所述支架部设置在激光熔覆部的正下方，支架部包括垂直设置的落地架和沿长度方向架设在落地架上的底板，且落地架的落地面上设有绝缘垫；以底板长度所在的水平方向为x轴所在方向，以落地架的高度所在的竖直方向为z轴所在方向，以同时平行于x轴和z轴的方向为y轴方向：底板的两端可转动且可定位的设置在转动装置上，所述转动装置可沿z轴方向上下移动且定位的地设置在落地架上，位于激光输出头下方的基体沿y轴方向铺设在底板上，且基体沿y轴方向的两端分别通过位置调节装置固定在底板上；所述位置调节装置包括沿x轴方向铺设的第一调节板和沿y轴方向铺设的第二调节板，第一调节板的远端可在底板上沿y轴方向移动并定位，第一调节板的近端与第二调节板的近端垂直相交，且第二调节板可在第一调节板上沿x轴方向移动并定位，基体的两端分别可移动且可定位的安装在第二调节板的远端上；所述电场部包括通过导线相连的电源、变组调压器、开关，且电源的正极与变组调压器相连；导线的两自由端分别与第二调节板相连；所述磁场部包括可沿底板移动并定位的磁铁盒，基体的左右两侧均设有空心且密闭的所述磁铁盒，且磁铁盒和基体之间设有绝缘层；位于左侧的磁铁盒内设有左永磁铁组，位于右侧的磁铁盒内设有右永磁铁组；所述磁场部还包括冷却装置，所述冷却装置包括冷却池，冷却池内设有冷却液，冷却池、水泵与各磁铁盒通过冷却液管串联连通。2.如权利要求1所述的一种永磁铁供磁的电-磁复合场协同激光熔覆装置，其特征在于：所述第一调节板的远端上开有沿y轴方向延伸的第一槽，所述第一槽内可滑动地设有第一螺栓，所述第一螺栓底端与底板相连，顶端连接一个可将第一调节板拧紧在底板上的第一螺母，以便第一调节板在底板上移动或定位；所述第二调节板的近端设有沿x轴方向延伸的第二槽，第一调节板近端上设有第二螺栓，第二螺栓可滑动地穿设在第二槽上，第二螺栓连接一个可将第一调节板和第二调节板拧紧在一起...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建华，胡勇，王梁，林英华，张群莉，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33