一种三光束丝粉混合激光熔覆系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种三光束丝粉混合激光熔覆系统，包括三光束丝粉混合激光熔覆喷头、激光器、机器人、第一、第二熔覆材料输送设备、氮气机和水冷装置，激光器输出激光束通过三光束丝粉混合激光熔覆喷头将入射激光转换成中空的三光束；机器人可以通过控制器对熔覆喷头运动轨迹进行控制；熔覆材料输送设备将熔覆材料通过熔覆喷头输送到熔覆区，并保证光、熔覆材料精确耦合；氮气机将制造好的氮气通过熔覆喷头输送到熔覆区，同样通过内部通道与熔覆材料同轴，保证光、熔覆材料及气准确耦合，防止成形件氧化以及防护熔覆喷头内部镜片；水冷装置主要是冷却水输送到激光器以及熔覆喷头内部镜片，保证光学镜片及时冷却，防止损坏。防止损坏。防止损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种三光束丝粉混合激光熔覆系统


[0001]本技术属于激光增材制造领域，具体而言涉及一种激光熔覆系统。

技术介绍

[0002]激光熔覆是一种激光表面改性技术，是在工件(或基体材料)表面加入溶覆材料(送粉、送丝、预置等)，通过高能密度激光加热，使熔覆材料和基体表面薄层金属迅速达到溶融状态，此时靠工件本身的导热，快速凝固结晶为溶覆层，以获得与基体材料之间冶金结合且稀释率低并具有各种特性的改性层或修复层。与堆焊、热喷涂、电镀等传统表面处理技术相比，它具有诸多优点，如适用的材料体系广泛、熔覆层稀释率可控、熔覆层与基体为冶金结合、基体热变形小、工艺易于实现自动化等。因此，20世纪80年代以来，激光熔覆技术得到了国内外的广泛重视，并已在诸多工业领域获得应用。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种三光束丝粉混合激光熔覆系统，该激光熔覆系统可保证熔覆材料熔化时热量均匀，有助于提高熔覆层和工件的冶金结合，以及提高表面质量及获得更小的稀释率。通过改变熔覆材料的组合（丝材、粉末），实现多种材料共同激光熔覆，有助于提高成形件质量和力学性能。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三光束丝粉混合激光熔覆系统，包括一用于放置工件（10）的工作台（9），其特征在于：所述工作台（9）上方为三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11），还包括控制器（12）、机器人（13）、激光器（14）、水冷装置（15）、第一熔覆材料输送设备（16）、氮气机（17）和第二熔覆材料输送设备（18）；所述控制器（12）连接所述机器人（13）、所述激光器（14）、所述水冷装置（15）、所述第一熔覆材料输送设备（16）、所述氮气机（17）和所述第二熔覆材料输送设备（18），用于控制各设备的运行工作；所述机器人（13）连接所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11）对其运动轨迹进行控制，实现X轴、Y轴和Z轴空间上的运动；所述激光器（14）发出激光束通过所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11）将入射激光束（201）转换成三光束（202）投射到所述工件（10）上；所述第一熔覆材料输送设备（16）将第一熔覆材料（101）输送至所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11），并通过所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11）输送到所述工件（10）上；所述第二熔覆材料输送设备（18）将第二熔覆材料（102）输送至所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11），并通过所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11）输送到所述工件（10）上；所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11）将所述三光束（202）聚焦到所述工件（10）上形成熔覆区（104），同时将所述第一熔覆材料（101）和所述第二熔覆材料（102）输送到所述熔覆区（104）；所述水冷装置（15）将冷却水输送到所述激光器（14）和所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11）；所述氮气机（17）将制造好的氮气通过所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11）输送到所述熔覆区（104）。2.根据权利要求1所述的三光束丝粉混合激光熔覆系统，其特征在于：所述三光束丝粉混合激光熔覆喷头（11）包括一支撑架（1），所述支撑架（1）上方设置有一个三棱镜（2）和三个聚焦镜（3），三个所述聚焦镜（3）圆周布置在所述三棱镜（2）的三个投射光路上，在所述支撑架（1）上位于所述聚焦镜（3）下方开设有反射光通孔（103），通过所述三棱镜（2）和三个所述聚焦镜（3）将入射激光束（201）反射成三光束（202）通过所述反射光通孔（103）投射聚焦到所述工件（10）上，所述支撑架（1）下方固定有一用于输送所述第一熔覆材料（101）的喷嘴（4）。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉绍山，石皋莲，刘凡，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：