一种三段往复式激光熔覆装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及激光材料加工技术领域，公开了一种三段往复式激光熔覆装置。所述三段往复式激光熔覆装置包括激光熔覆头构件、激光发生控制器和送粉器；所述激光熔覆头构件上还固定连接有第一传动装置，用于驱动激光熔覆头构件沿水平方向做往复运动；所述激光熔覆装置还包括第二传动装置，用于带动工件运动。该装置通过在激光熔覆头构件上设置传动装置，使得激光熔覆头构件沿水平方向做往复运动，有效改善熔覆层搭接结合处的气孔、裂纹现象，且该装置结构简单。

A three stage reciprocating laser cladding device

【技术实现步骤摘要】
一种三段往复式激光熔覆装置
本技术涉及激光材料加工
，更具体地，涉及一种三段往复式激光熔覆装置。
技术介绍
激光熔覆技术为激光表面处理技术的典型代表，可在不同金属基体上制备多种合金系涂层或陶瓷增强金属基复合层，激光熔覆处理后的金属基体具有涂层平整、组织均匀致密、层基冶金结合、性能调节幅度宽等特性，可明显提高基体表面硬度、耐蚀和耐磨性能。激光熔覆技术利用铺粉或送粉的方法在基体表面预置金属粉末，聚焦激光束辐照基体表面的金属粉末，焦点位置的金属粉末和基体表面薄层发生熔化，形成一定形状和大小的熔池，当激光束焦点以一定速度按预定轨迹运动，激光束移开后的熔池迅速凝固，从而在基体表面激光束扫过的区域熔覆上一层具有特殊物理、化学或力学性能的金属涂层。传统的熔覆工艺中，以通过中轴线的固定透镜组汇聚激光束，以沿同一中轴线对称分布的送粉流道实现粉末流的汇聚，激光束与粉末流都汇聚到同一轴线上。这种传统的同轴熔覆头的激光汇聚焦点和粉末汇聚点都是固定的，使得两层搭接结合处的地方由于能量不足，未熔粉较多，容易出现气孔、裂纹等现象。
技术实现思路
针对现有技术中激光熔覆装置的技术不足，本技术的目的在于提供一种新型三段往复式激光熔覆装置，该装置通过在激光熔覆头构件上设置传动装置，使得激光熔覆头构件沿水平方向做往复运动，有效改善熔覆层搭接结合处的气孔、裂纹现象，且该装置结构简单。本技术的目的通过以下技术方案实现：一种三段往复式激光熔覆装置，包括激光熔覆头构件、激光发生控制器和送粉器；所述激光发生控制器通过激光输送通道与激光熔覆头构件固定连接，用于产生激光束并输送至激光熔覆头构件中，所述送粉器与激光熔覆头构件连接，用于向激光熔覆头构件中喷送熔覆粉末；所述激光熔覆头构件包括熔覆头以及与固定于熔覆头上方的导光筒，所述导光筒内设置有透镜，使得激光发生控制器产生的激光束聚焦于工件上；所述激光熔覆头构件上还固定连接有第一传动装置，用于驱动激光熔覆头构件中的激光束沿水平方向做往复运动；所述激光熔覆装置还包括第二传动装置，所述第二传动装置用于带动工件运动。进一步地，所述导光筒沿竖直方向的上方设有激光入口，所述熔覆头沿竖直方向的下方设有熔覆嘴，所述激光发生控制器通过激光输送通道与激光入口相连。进一步地，所述第一传动装置设置于激光熔覆头构件的一侧，所述第一传动装置包括凸轮、挡板和推杆，所述推杆的一端与导光筒固定连接，另一端与凸轮的曲面接触，所述挡板上设置有可供推杆穿过的通孔；所述第一传动装置还包括弹簧，所述弹簧一端与推杆连接，另一端与挡板连接。更进一步地，所述推杆呈“T字型”，所述推杆包括立柱和连接块，所述“T字型”的横向部分为连接块，所述“T字型”的竖向部分为立柱；所述弹簧的一端与立柱固定连接，另一端与挡板固定连接；所述连接块的一端与导光筒固定连接，另一端与立柱固定连接。进一步地，所述第二传动装置包括固定架，所述固定架上平行设置有多个导轨，所述工件放置于导轨上，所述导轨上连接有驱动机构，用于驱动导轨带动工件运动。进一步地，所述送粉器通过送粉管与粉管直通接头连接，所述熔覆头上还设置有粉末通道，所述粉管直通接头与粉末通道入口连接。进一步地，所述送粉器上还连接有气源，所述气源通过气路管道与激光熔覆头构件连接，用于提供保护气体，所述气路管道上还设置有气阀和气嘴，所述气嘴与熔覆头配合连接，并向熔覆头中喷送保护气体。更进一步地，所述气路管道上还设置有气体流量计，用于控制保护气体流量。进一步地，所述导光筒内还设置有保护镜，所述保护镜设置于透镜下方。一种利用上述三段往复式激光熔覆装置的激光熔覆方法，包括以下步骤：S1.将准备好的工件进行机械打磨后清洗干净，固定在工作台上待用，同时将熔覆粉末进行高温干燥脱水处理，冷却后放入送粉器中待用；S2.打开激光熔覆装置中的激光发生控制器，同时打开气阀，将激光束聚焦在工件表面，对工件进行预热处理；S3.打开送粉器，并将其中的激光熔覆粉末送至工件表面的激光光斑处，开始对工件表面进行激光熔覆，同时送粉器同步将激光熔覆粉末送至工作件表面的激光光斑处进行补充；S4.待激光熔覆过程结束后，关闭送粉器，调整激光束的工艺参数，对工件表面进行激光重熔；S5.待激光重熔过程结束后关闭激光发生控制器和气阀。本技术提供的激光熔覆方法可应用于点型、线型或面型等不同的工作环境，其中，点型是指在一个点进行三道熔覆工艺，然后再移动到下一个点进行三到熔覆工艺，持续进行这个过程，主要应用于不规则且小部件，线型是指我在一条直线上进行激光预热，再在这条直线上进行激光熔覆，然后再进行激光重熔，主要应用于圆形工件和常见不规则工件，面型就是在线型的基础上，它的熔覆宽度很大，主要应用于方形工件。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供的三段往复式激光熔覆装置在激光熔覆头构件上设置有传动装置，使得激光熔覆头构件中的激光束沿水平方向做往复运动，配合工作台上的传动装置，使得工件在熔覆过程中能够移动，循序渐进完成整个工件表面的激光熔覆，与传统的熔覆装置相比，往复式熔覆装置能够极大的节约熔覆时间，减少昂贵粉末的浪费，提高熔覆速度，熔覆层面光洁度高。采用本技术的三段往复式激光熔覆装置的激光熔覆方法，配合激光熔覆头构件的往复运动，使得熔覆层两层搭接结合处组织均匀，表面质量良好，显著降低内部气孔率，且搭接处的强度也得到极大提升；该激光熔覆方法可以针对不同形状的工件分别采用点型、线型和面型等不同激光熔覆手段，当需要熔覆比较精细的不规则小物件时，采用点型去熔覆，当需要熔覆的是比较规则的形状，可以采用线型或面型熔覆；本技术提供的装置应用范围广，适用性强。附图说明图1为实施例1的三段往复式激光熔覆装置结构示意图；图2为传统激光熔覆轨迹示意图；图3为实施例1的三段往复式激光熔覆轨迹示意图；图4为实施例1的点型式三段往复式激光熔覆示意图；图5为实施例1的线型式三段往复激光熔覆示意图；图6为实施例1的面型式三段往复激光熔覆示意图；其中，1-激光熔覆头构件，11-熔覆头，12-导光筒，13-激光入口，14-熔覆嘴，2-激光发生控制器，21激光输送通道，22-激光束，3-送粉器，31-送粉管，32-粉管直通接头，4-透镜，5-第一传动装置，51-凸轮，52-挡板，53-推杆，531-立柱，532-连接块，54-弹簧，6-气源，61-气路管道，62-气阀，63-气嘴，64-气体流量计，7-保护镜，8-第二传动装置，81-固定架，82-导轨，83-驱动机构，9-工件。具体实施方式为了便于理解本技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本技术作更全面、细致地描述，但本技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本技术的保护范围。除非另有特别说明，本技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。实施例1如图1所示，本实施例提供一种三段往复式激光熔覆装置，包括激光熔覆头构件1、激光发生控制器2和送粉器3，激光发生控制器2通过激光输送通道21与激光熔覆头构件1固定连接，用于产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三段往复式激光熔覆装置，其特征在于，包括激光熔覆头构件、激光发生控制器和送粉器；所述激光发生控制器通过激光输送通道与激光熔覆头构件固定连接，用于产生激光束并输送至激光熔覆头构件中，所述送粉器与激光熔覆头构件连接，用于向激光熔覆头构件中喷送熔覆粉末；所述激光熔覆头构件包括熔覆头以及与固定于熔覆头上方的导光筒，所述导光筒内设置有透镜，使得激光发生控制器产生的激光束聚焦于工件上；所述激光熔覆头构件上还固定连接有第一传动装置，用于驱动激光熔覆头构件中的激光束沿水平方向做往复运动；所述激光熔覆装置还包括第二传动装置，用于带动工件运动。

【技术特征摘要】
1.一种三段往复式激光熔覆装置，其特征在于，包括激光熔覆头构件、激光发生控制器和送粉器；所述激光发生控制器通过激光输送通道与激光熔覆头构件固定连接，用于产生激光束并输送至激光熔覆头构件中，所述送粉器与激光熔覆头构件连接，用于向激光熔覆头构件中喷送熔覆粉末；所述激光熔覆头构件包括熔覆头以及与固定于熔覆头上方的导光筒，所述导光筒内设置有透镜，使得激光发生控制器产生的激光束聚焦于工件上；所述激光熔覆头构件上还固定连接有第一传动装置，用于驱动激光熔覆头构件中的激光束沿水平方向做往复运动；所述激光熔覆装置还包括第二传动装置，用于带动工件运动。2.根据权利要求1所述三段往复式激光熔覆装置，其特征在于，所述导光筒沿竖直方向的上方设有激光入口，所述熔覆头沿竖直方向的下方设有熔覆嘴，所述激光发生控制器通过激光输送通道与激光入口相连。3.根据权利要求1所述三段往复式激光熔覆装置，其特征在于，所述第一传动装置设置于激光熔覆头构件的一侧，所述第一传动装置包括凸轮、挡板和推杆，所述推杆的一端与导光筒固定连接，另一端与凸轮的曲面接触，所述挡板上设置有可供推杆穿过的通孔；所述第一传动装置还包括弹簧，所述弹簧一端与推杆连接，另一端与挡板连接。4.根据权利要求3所述三段往复式...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳建君，蒋小强，银锐明，孙斌，吴艳辉，蹇海根，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43