一种应用于工件修复的激光熔覆装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应用于工件修复的激光熔覆装置，包括熔覆平台、夹持设备、熔覆加工设备和熔覆处理设备，熔覆平台上设置夹持设备，熔覆处理设备包括行走机构、加热装置和粉末回收装置，行走机构包括第一导轨、行走架、移动架，所述第一导轨数量为两个并分布于夹持机构的两侧，所述行走架的两端底部滑动设置在两个第二导轨上，移动架位于行走架上方，移动架顶部设有剪式升降架，剪式升降架顶端设有安装平台，安装平台上设置加热装置和粉末回收装置。通过行走机构带动加热装置进行三维方向移动，通过加热座设置在工件待熔覆位置外侧部位，并利用红外加热管对工件进行局部预加热，有效保证了熔覆质量。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于工件修复的激光熔覆装置
本专利技术属于熔覆装置
，具体涉及一种应用于工件修复的激光熔覆装置。
技术介绍
激光熔覆亦称激光熔敷或激光包覆，是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层。根据其应用特点，可对具有一定深度制造缺陷、误加工损伤或服役损伤的零件进行修复。(1)目前激光熔覆设备可以实现平板类熔覆、轴类零件熔覆、简单回转体类外圆零件熔覆，但对于一些结构复杂的异型工件，如各种支架结构的工件，在熔覆时则相对困难，主要原因在于目前没有相应的夹持设备能够很好的对异型工件进行夹持，当异型工件的熔覆位置在其内侧时，熔覆喷头不能很好的倾斜到适当的位置，而现有的夹持设备结构固定，无法进行改变，因此不能适用于异型工件熔覆的夹持定位需求。(2)现有的熔覆装置采用激光器通过光纤与聚焦组件连接，并通过聚焦组件将激光发射到在工件表面，而在激光器工作时，其自身会向外散发大量的热量，大量的热量积聚在激光器的外侧，容易使激光器内部的环境温度升高，从而影响激光器的正常工作和运转。(3)现有的激光熔覆过程中，由于工件在快速加热和快速冷却时，引起热应力大问题，使得工件表面的熔覆层极易产生裂纹，从而影响到熔覆质量。(4)并且现有技术中激光熔覆过程中会含有大量未熔粉末，这些未熔粉末会掉落到设备上和工作台上，甚至漂浮在空气中，不仅造成严重浪费，还会影响人体健康。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，公开了一种应用于工件修复的激光熔覆装置，解决了夹持设备固定结构单一，不能满足对异型工件的定位熔覆，同时采用了高效水冷冷却结构对激光器进行有效冷却，保障了激光器的正常运转；采用了加热装置对工件进行预加热，解决了工件熔覆层出现裂纹的现象，最后采用粉体回收装置对熔覆过程中掉落的粉末以及漂浮的粉末进行回收利用。具体的技术方案如下：一种应用于工件修复的激光熔覆装置，包括熔覆平台、夹持设备、熔覆加工设备和熔覆处理设备，熔覆平台上设置所述夹持设备，所述熔覆加工设备设置在熔覆平台的一侧，且熔覆加工设备包括机械臂、熔覆加工头、激光发射器、水冷设备和粉末输送装置，所述机械臂上固定安装熔覆加工头，所述粉末输送装置通过管道与熔覆加工头连接，并向熔覆加工头输送金属粉末，所述激光发射器通过光纤与熔覆加工头连接，并通过激光对工件上的金属粉末进行加热熔覆，所述水冷设备设置在激光发射器中；所述熔覆处理设备包括行走机构、加热装置和粉末回收装置，所述行走机构设置在熔覆平台上并位于夹持设备的中部，行走机构包括第一导轨、行走架、移动架，所述第一导轨数量为两个并分布于夹持机构的两侧，所述行走架的两端底部滑动设置在两个第二导轨上，行走架上水平设置有移动丝杆，且行走架上的一端设置有步进电机，所述步进电机与移动丝杆的一端固定连接，行走架的两侧设有滑轨，行走架通过所述滑轨滑动连接所述移动架，移动架位于行走架上方，且移动架底端与移动丝杆螺纹连接，移动架顶部设置有剪式升降架，所述剪式升降架顶端水平设置有安装平台，所述安装平台上设置所述加热装置和粉末回收装置。进一步的，所述加热装置包括支撑座、加热座和红外加热管，所述支撑座设置在安装平台上的一端，支撑座上固定设置所述加热座，所述加热座呈U型结构，且加热座的内壁上排列设置有多个红外加热管；进一步的，所述粉末回收装置包括固定支架、收集斗、收集箱和抽风机，所述固定支架设置在支撑座的一侧，且固定支架上设置所述收集斗，所述收集斗底端一侧与收集箱连接，且收集箱的一侧连接有抽风机。进一步的，所述夹持设备包括固定座，所述固定座为中空结构，两个固定座底部之间水平设置有定位座，且定位座内腔与固定座内腔相连通，定位座中设置有第一转动座，所述第一转动座中水平设置有驱动轴，所述驱动轴两端均设有第一锥齿轮，定位座的一端设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与驱动轴的一端驱动连接，所述固定座中设有第二转动座，第二转动座上转动设置有丝杆，所述丝杆为纵向设置，且两个丝杆的螺纹方向相同，丝杆的顶端与固定座顶端转动连接，丝杆的底端进入到定位座中并设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接，两个固定座相对一侧表面纵向开设有滑口，且固定座上设置有活动夹持机构，活动夹持机构一端穿过滑口并与丝杆螺纹连接，两个活动夹持机构之间呈相对设置并对工件进行夹持，实现伺服电机通过驱动轴带动两个丝杆相反方向旋转，使得两个活动夹持机构在丝杆上的活动方向相反，从而使工件倾斜。进一步的，所述活动夹持机构包括升降座、驱动电机、活动套、伸缩柱和夹持座，所述升降座的一端均设有螺纹座，所述螺纹座设置在丝杆上并与丝杆螺纹连接，升降座另一端均转动设有转动盘，其中一个升降座的底部设有安装座，所述安装座上设置所述驱动电机，且驱动电机的输出轴上设有主动齿轮，所述转动盘的一侧表面设置垂直设置所述活动套，活动套上设置有从动齿轮，所述从动齿轮与主动齿轮啮合连接，实现驱动电机带动活动套以及转动盘在升降座上旋转，活动套的一端为开口设置，且活动套中滑动设置所述伸缩柱，伸缩柱一端与活动套一端之间连接有压缩弹簧，伸缩柱另一端设有铰接座，所述铰接座上铰接所述夹持座，所述夹持座的一侧活动设置有两个上下分布的夹持块，两个夹持块之间贯穿设置有定位螺栓，定位螺栓上螺纹连接有定位螺母。进一步的，还包括有控制机构，所述控制机构包括PLC控制器和接近传感器，所述PLC控制器固定设置在固定座上，且PLC控制器分别与伺服电机、驱动电机、接近传感器和步进电机电连接，所述接近传感器设置在固定座的内壁上，且接近传感器位于两个活动夹持机构处于同一水平位置时的固定座内壁上。进一步的，所述伸缩柱的一端设有限位凸块，且活动套的开口一端的内壁上设有限位端，所述限位端对限位凸块进行限位。进一步的，所述水冷设备包括安装板，所述安装板的顶端安装有支撑板，所述安装板的中部开设有安装槽，所述安装槽的内部安装有激光器，所述安装板的顶端且位于激光器的两侧安装有固定套，所述固定套的内部共同安装有冷凝架，所述冷凝架位于激光器的上方，所述安装板顶端的左侧安装有循环泵，所述循环泵的输出端与冷凝架相连通，所述冷凝架的右侧安装有输水管，所述支撑板正面右侧的中部安装有换热管，所述换热管的内壁安装有保温层，所述保温层的内部安装有支撑架，所述支撑架的内腔的上下两侧均安装有转换接头，两个转换接头的一侧共同连通有散热管架，所述转换接头分别与输水管和回流管相连通，所述支撑架的外侧活动套装有导热管架，所述导热管架的上下两端均与导流管相连通，所述换热管的顶端连通有回流管，所述回流管远离换热管的一端与循环泵相连通，所述支撑板右侧的中部安装有冷却机构，所述冷却机构通过导流管与换热管相连通。进一步的，所述冷却机构包括安装有支撑板右侧的固定架，所述固定架的内部安装有散热水箱，所述散热水箱左侧的中部安装有散热风扇，所述散热风扇左侧的中部安装有风扇电机。进一步的，所述支撑板正面的中部安装有储水箱，所述储水箱内腔的中部横向安装有隔板，所述隔板的中部安装有压力阀，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于工件修复的激光熔覆装置，其特征在于，包括熔覆平台(1)、夹持设备(4)、熔覆加工设备(2)和熔覆处理设备(3)，熔覆平台(1)上设置所述夹持设备(4)，所述熔覆加工设备(2)设置在熔覆平台(1)的一侧，且熔覆加工设备(2)包括机械臂(21)、熔覆加工头(22)、激光发射器(23)、水冷设备(5)和粉末输送装置(24)，所述机械臂(21)上固定安装熔覆加工头(22)，所述粉末输送装置(24)通过管道与熔覆加工头(22)连接，并向熔覆加工头(22)输送金属粉末，所述激光发射器(23)通过光纤与熔覆加工头(22)连接，并通过激光对工件(6)上的金属粉末进行加热熔覆，所述水冷设备(5)设置在激光发射器(23)中；所述熔覆处理设备(3)包括行走机构、加热装置和粉末回收装置，所述行走机构设置在熔覆平台(1)上并位于夹持设备(4)的中部，行走机构包括第一导轨(31)、行走架(32)、移动架(33)，所述第一导轨(31)数量为两个并分布于夹持机构的两侧，所述行走架(32)的两端底部滑动设置在两个第二导轨上，行走架(32)上水平设置有移动丝杆(322)，且行走架(32)上的一端设置有步进电机(323)，所述步进电机(323)与移动丝杆(322)的一端固定连接，行走架(32)的两侧设有滑轨(321)，行走架(32)通过所述滑轨(321)滑动连接所述移动架(33)，移动架(33)位于行走架(32)上方，且移动架(33)底端与移动丝杆(322)螺纹连接，移动架(33)顶部设置有剪式升降架(331)，所述剪式升降架(331)顶端水平设置有安装平台(34)，所述安装平台(34)上设置所述加热装置和粉末回收装置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种应用于工件修复的激光熔覆装置，其特征在于，包括熔覆平台(1)、夹持设备(4)、熔覆加工设备(2)和熔覆处理设备(3)，熔覆平台(1)上设置所述夹持设备(4)，所述熔覆加工设备(2)设置在熔覆平台(1)的一侧，且熔覆加工设备(2)包括机械臂(21)、熔覆加工头(22)、激光发射器(23)、水冷设备(5)和粉末输送装置(24)，所述机械臂(21)上固定安装熔覆加工头(22)，所述粉末输送装置(24)通过管道与熔覆加工头(22)连接，并向熔覆加工头(22)输送金属粉末，所述激光发射器(23)通过光纤与熔覆加工头(22)连接，并通过激光对工件(6)上的金属粉末进行加热熔覆，所述水冷设备(5)设置在激光发射器(23)中；所述熔覆处理设备(3)包括行走机构、加热装置和粉末回收装置，所述行走机构设置在熔覆平台(1)上并位于夹持设备(4)的中部，行走机构包括第一导轨(31)、行走架(32)、移动架(33)，所述第一导轨(31)数量为两个并分布于夹持机构的两侧，所述行走架(32)的两端底部滑动设置在两个第二导轨上，行走架(32)上水平设置有移动丝杆(322)，且行走架(32)上的一端设置有步进电机(323)，所述步进电机(323)与移动丝杆(322)的一端固定连接，行走架(32)的两侧设有滑轨(321)，行走架(32)通过所述滑轨(321)滑动连接所述移动架(33)，移动架(33)位于行走架(32)上方，且移动架(33)底端与移动丝杆(322)螺纹连接，移动架(33)顶部设置有剪式升降架(331)，所述剪式升降架(331)顶端水平设置有安装平台(34)，所述安装平台(34)上设置所述加热装置和粉末回收装置。


2.如权利要求1所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置，其特征在于，所述加热装置包括支撑座(35)、加热座(36)和红外加热管(361)，所述支撑座(35)设置在安装平台(34)上的一端，支撑座(35)上固定设置所述加热座(36)，所述加热座(36)呈U型结构，且加热座(36)的内壁上排列设置有多个红外加热管(361)。


3.如权利要求2所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置，其特征在于，所述粉末回收装置包括固定支架(37)、收集斗(371)、收集箱(38)和抽风机(39)，所述固定支架(37)设置在支撑座(35)的一侧，且固定支架(37)上设置所述收集斗(371)，所述收集斗(371)底端一侧与收集箱(38)连接，且收集箱(38)的一侧连接有抽风机(39)。


4.如权利要求3所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置，其特征在于，所述夹持设备(4)包括固定座(42)，所述固定座(42)为中空结构，两个固定座(42)底部之间水平设置有定位座(43)，且定位座(43)内腔与固定座(42)内腔相连通，定位座(43)中设置有第一转动座(431)，所述第一转动座(431)中水平设置有驱动轴(432)，所述驱动轴(432)两端均设有第一锥齿轮(4321)，定位座(43)的一端设置有伺服电机(433)，所述伺服电机(433)的输出轴与驱动轴(432)的一端驱动连接，所述固定座(42)中设有第二转动座(421)，第二转动座(421)上转动设置有丝杆(422)，所述丝杆(422)为纵向设置，且两个丝杆(422)的螺纹方向相同，丝杆(422)的顶端与固定座(42)顶端转动连接，丝杆(422)的底端进入到定位座(43)中并设有第二锥齿轮(4221)，所述第二锥齿轮(4221)与第一锥齿轮(4321)啮合连接，两个固定座(42)相对一侧表面纵向开设有滑口(423)，且固定座(42)上设置有活动夹持机构，活动夹持机构一端穿过滑口(423)并与丝杆(422)螺纹连接，两个活动夹持机构之间呈相对设置并对工件(6)进行夹持。


5.如权利要求4所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置，其特征在于，所述活动夹持机构包括升降座(44)、驱动电机(45)、活动套(46)、伸缩柱(47)和夹持座(48)，所述升降座(44)的一端均设有螺纹座(441)，所述螺纹座(441)设置在丝杆(422)上并与丝杆(422)螺纹连接，升降座(44)另一端均转动设有转动盘(442)，其中一个升降座(44)的底部设有安装座(443)，所述安装座(443)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐陈，
申请(专利权)人：江苏联宸激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32