超声振动辅助激光熔覆的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光加工技术领域，尤其是一种超声振动辅助激光熔覆的方法和装置，该方法为，激光熔覆头传导的激光束沿竖直方向辐照于熔覆件上，同时超声振动沿水平方向间接作用于激光熔池内，在熔覆件上形成熔覆层。该装置包括底座、超声振动系统、支座和托板；超声振动系统包括超声波发生器、换能器及用于增大机械振动振幅的变幅杆，超声波发生器通过电缆与换能器连接，换能器与变幅杆固定连接；本发明专利技术利用水平引入的超声振动这一外加的能场来改善激光熔覆层的组织和性能，采用冷却水槽中通入冷却水来降低激光熔覆过程中传递给换能器的热量，进而提高激光熔覆加工的生产效率，具有结构简单、操作方便和寿命长等特点。

Method and apparatus for ultrasonic vibration assisted laser cladding

The present invention relates to the technical field of laser processing, especially a method and apparatus for ultrasonic vibration assisted laser cladding, the method for laser beam, laser cladding head conduction along the vertical direction in the irradiated cladding parts, and ultrasonic vibration along the horizontal direction of indirect effect on molten pool, formed in the cladding layer cladding parts. The device comprises a base, ultrasonic vibration system, and the support plate; the ultrasonic vibration system comprises an ultrasonic generator, transducer and horn for increasing the mechanical vibration amplitude of the ultrasonic generator is connected with the transducer cable, the transducer is fixedly connected with the horn; the invention uses ultrasonic vibration field can improve the level of introduction and performance of laser cladding layer the organization that is a plus, the cooling water is injected into the cooling water tank to reduce the laser cladding process is transferred to the transducer heat, so as to improve the production efficiency of the laser cladding processing, has the characteristics of simple structure, convenient operation and long service life etc..

【技术实现步骤摘要】
超声振动辅助激光熔覆的方法和装置
本专利技术涉及激光加工
，尤其是一种超声振动辅助激光熔覆的方法和装置。
技术介绍
激光熔覆技术具有输入热量可控、冷却快及与基体形成冶金结合等特点，因而在航空航天、汽车、模具、医疗和化工等行业具有重要的应用价值。但熔覆层一方面由于冷却不均匀出现残余拉应力；另一方面，由于熔池的高温导致熔覆层晶粒粗大；此外，熔覆层还会出现气孔和裂纹等缺陷。目前，这些不足之处限制了激光熔覆技术的大力推广和应用。目前国内外学者已采用外加的超声振动能场来解决激光熔覆技术存在的问题，并设计出具体的用于激光熔覆的超声振动装置，可以分为两大类：一类是将超声波间接引入到激光熔池内。陈畅源(陈畅源，邓琦林，宋建丽，南京航空航天大学学报，2005，S37(11):44-48)和李德英(李德英，赵龙志，张坚，姜羡，金属热处理，2015,40(3):190-194)直接将激光熔覆试样置于超声波振动板上，超声波沿竖直方向传递到激光熔覆件底部，但超声波振动板一般用于清洗，工作温度为100℃左右，而激光熔覆过程中传播给超声波振动板的热量远大于100℃，若长时间熔覆加工必然会由于温度的升高导致换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声振动辅助激光熔覆的方法，其特征在于：该方法为，激光熔覆头(9)传导的激光束沿竖直方向辐照于熔覆件(14)上，同时超声振动沿水平方向间接作用于激光熔池内，在熔覆件(14)上形成熔覆层。

【技术特征摘要】
1.一种超声振动辅助激光熔覆的方法，其特征在于：该方法为，激光熔覆头(9)传导的激光束沿竖直方向辐照于熔覆件(14)上，同时超声振动沿水平方向间接作用于激光熔池内，在熔覆件(14)上形成熔覆层。2.根据权利要求1所述的超声振动辅助激光熔覆的方法，其特征在于：该方法的步骤为：a、首先将熔覆件(14)打磨后，采用丙酮进行超声清洗，然后热风吹干；b、然后将预处理后的熔覆件(14)固定于托板(8)的预制槽(8-1)内，并在熔覆件(14)与托板(8)的贴合面上涂覆耦合剂；c、将熔覆粉在一定条件下进行烘干，通过送粉系统将熔覆粉直接送进熔覆件(14)表面的激光作用区，经激光辐照使熔覆粉和熔覆件(14)表层熔化，形成熔池，由变幅杆(7)将超声振动沿水平方向经托板(8)引入熔池，得到外加水平超声能场辅助作用下的熔覆层。3.根据权利要求2所述的超声振动辅助激光熔覆的方法，其特征在于：步骤c中，通过循环水对变幅杆(7)冷却。4.一种超声振动辅助激光熔覆的装置，其特征在于：该装置包括底座(11)、超声振动系统、支座(5)和托板(8)；所述超声振动系统包括用于输出超声频电流的超声波发生器(1)、用于将超声频电流转换为机械振动的换能器(3)及用于增大机械振动振幅的变幅杆(7)，超声波发生器(1)通过电缆(2)与换能器(3)连接，换能器(3)与变幅杆(7)固定连接；所述支座(5)固定在底座(11)上，所述变幅杆(7)固定在支座(5)上；所述托板(8)的上表面开设有用于放置熔覆件(14)的预制槽(8-1)，所述变幅杆(7)远离换能器(3)的一端与托板(8)固定连接，所述托板(8)的上方设有用于传导激光的激光熔覆头...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛茂忠，范真，杨晓红，朱福先，杨超，卢雅琳，杨林，吉庭婷，杨刚，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32