一种具有在线加热功能的激光熔覆设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种具有在线加热功能的激光熔覆设备，包括激光发生器、送丝机构及感应加热机构，激光发生器包括激光熔覆头，送丝机构包括送丝嘴，送丝嘴与激光熔覆头固定连接，金属焊丝穿过送丝嘴后被输送至轴类母材的表面，金属焊丝接入电路后自身通电产热或/和送丝嘴通电产热后对金属焊丝加热，感应加热机构包括感应加热圈，感应加热圈沿轴类母材的轴向可移动地套设在轴类母材的外部，激光熔覆头位于感应加热圈的后方，且激光熔覆头与感应加热圈同步移动。本实用新型专利技术的激光熔覆设备，通过对金属焊丝及轴类母材进行预热，在提高激光熔覆的线速度的基础上，保证了熔覆质量。保证了熔覆质量。保证了熔覆质量。

【技术实现步骤摘要】
一种具有在线加热功能的激光熔覆设备


[0001]本技术涉及激光熔覆
，特别地，涉及一种具有在线加热功能的激光熔覆设备。

技术介绍

[0002]在我国，工程应用中钢铁基的金属材料占主导位置，同时，金属材料的腐蚀、磨损及疲劳等大多发生在零部件的工作表面，因此需要对金属母材表面进行强化。激光熔覆是一种替代传统表面处理技术的表面增材技术，该技术采用高能激光做为热源，以高性能粉末或丝材做为涂料，通过激光产生的瞬间高温使粉末或丝材与待处理母材表面发生熔融，形成具有超高耐磨性和耐腐蚀性的熔覆层，从而显著提高金属母材的耐腐蚀、耐磨损、耐高温、抗氧化等性能，达到延长零件使用寿命的目的。
[0003]做为一种经济效益很高的技术，激光熔覆可以在廉价金属母材上制造出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低了成本，节约了贵重稀有金属材料，即便激光熔覆具有较好的前景，但现实发展规模依旧很小，主要原因是加工效率低，传统的激光熔覆加工时，熔覆线速度一般为600
‑
2000mm/min，熔覆效率一般为0.15m2/h。
[0004]实现中发现，增加送丝速度可提高激光熔覆效率，但也必须相应的实时提高激光熔覆的线速度，而熔覆线速度的提升会使得金属母材的表面因热量较低而发生熔池过小、深度不足等问题，导致熔覆质量不高。因此，如何提升激光熔覆设备的熔覆效率及熔覆质量成为了亟待解决的课题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种效率高、质量好且具有在线加热功能的激光熔覆设备；
[0006]还有必要提供一种适用于上述具有在线加热功能的激光熔覆设备的激光熔覆方法。
[0007]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有在线加热功能的激光熔覆设备，用于对安装在回转工作台上的轴类母材进行激光熔覆，所述具有在线加热功能的激光熔覆设备包括激光发生器、送丝机构及感应加热机构，所述激光发生器包括激光熔覆头，所述激光熔覆头内开设有送粉通道，所述送丝机构包括送丝嘴，所述送丝嘴与所述激光熔覆头固定连接，金属焊丝穿过所述送丝嘴后被输送至所述轴类母材的表面，所述金属焊丝接入电路后自身通电产热/和所述送丝嘴通电产热后对所述金属焊丝加热，所述感应加热机构包括感应加热圈，所述感应加热圈沿所述轴类母材的轴向可移动地套设在所述轴类母材的外部，所述激光熔覆头位于所述感应加热圈的后方，且所述激光熔覆头与所述感应加热圈同步移动。
[0008]进一步地，所述金属焊丝与电源的正极连接，所述轴类母材与所述电源的负极连接，所述金属焊丝通电后自身产生电阻热以对所述金属焊丝加热。
[0009]进一步地，所述送丝嘴呈两端贯通的中空管状结构，所述金属焊丝穿过所述送丝
嘴的内腔，所述送丝嘴的壁体内设置有发热件，所述发热件用于在电驱动作用下发热以加热所述送丝嘴。
[0010]进一步地，所述具有在线加热功能的激光熔覆设备还包括导轨，所述导轨与所述轴类母材的中轴线相互平行，所述感应加热机构还包括支撑架，所述感应加热圈安装在所述支撑架上，所述支撑架与所述导轨可滑动地连接。
[0011]进一步地，所述导轨上开设有导槽，所述导槽的侧壁上可转动地安装有丝杆，所述丝杆的一端与驱动电机的输出轴连接，所述丝杆的另一端伸入至所述导槽内并与所述支撑架螺纹连接。
[0012]进一步地，所述激光熔覆头通过连接杆固定连接在所述支撑架上。
[0013]进一步地，所述激光发生器还包括光纤，所述光纤与所述激光熔覆头连接，所述激光熔覆头的中心开设有激光通道，所述激光发生器发射的激光经由所述光纤通过所述激光通道后照射在所述轴类母材的表面形成熔池，所述送粉通道相对所述激光通道倾斜设置，且经由所述送粉通道输送的粉末喷出至所述熔池内。
[0014]进一步地，所述送粉通道具有多个，多个所述送粉通道均匀分布在所述激光通道的周围。
[0015]一种基于前述任一项所述的具有在线加热功能的激光熔覆设备的激光熔覆方法，该方法包括以下步骤，
[0016]S10：装夹轴类母材，将所述轴类母材固定装夹在所述回转工作台上，所述激光熔覆头移动至所述轴类母材的顶部，所述感应加热圈套设在所述轴类母材的外部；
[0017]S20：预加热，将所述感应加热圈通电，对所述轴类母材进行预热；
[0018]S30：激光熔覆，所述轴类母材被加热至预设温度后，启动所述回转工作台，带动所述轴类母材转动，所述激光发生器发射的激光照射在所述轴类母材的表面形成熔池，将所述金属焊丝接入电路后自身通电产热或/和所述送丝嘴通电产热后对所述金属焊丝加热，所述金属焊丝和粉末被送入熔池内，形成熔覆层，同时，控制所述激光熔覆头和所述感应加热圈沿所述轴类母材的轴向同步移动；
[0019]S40：复位，完成对所述轴类母材的激光熔覆后，所述感应加热圈停止加热，然后，所述激光熔覆头、所述送丝嘴和所述感应加热圈回到初始位置。
[0020]进一步地，所述步骤S30中，所述轴类母材被所述感应加热圈加热至400～ 800
°
时，开始激光熔覆，激光功率设置为1000～3800W，激光光斑设置为3～ 5mm，所述感应加热圈的电源功率设置为500W～3000W。
[0021]本技术的有益效果是：本技术提供的具有在线加热功能的激光熔覆设备及方法，在激光熔覆之前，通过感应加热圈通电对轴类母材进行预加热，减少了激光熔覆中在轴类母材上形成熔池时对激光功率的消耗，保证了熔池的大小以及熔池的深度，进而使得激光熔覆加工时，在提高激光熔覆的线速度的基础上，保证了熔覆质量，同时，对金属焊丝进行预加热，进一步地减少了激光功率的消耗。
附图说明
[0022]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。
[0023]图1是本技术的具有在线加热功能的激光熔覆设备的结构示意图；
[0024]图2是本技术的具有在线加热功能的激光熔覆方法的流程图。
[0025]图中：1、轴类母材，2、金属焊丝，10、激光发生器，11、激光熔覆头， 12、送粉通道，13、光纤，14、激光通道，20、送丝机构，21、送丝嘴，30、感应加热机构，31、感应加热圈，32、支撑架，40、导轨，41、导槽。
具体实施方式
[0026]现在结合附图对本技术作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。
[0027]请参阅图1，本技术提供了一种具有在线加热功能的激光熔覆设备，用于对安装在回转工作台上的轴类母材1进行激光熔覆，该激光熔覆设备包括激光发生器10、送丝机构20及感应加热机构30，激光发生器10包括激光熔覆头 11，激光熔覆头11内开设有送粉通道12，送丝机构20包括送丝嘴21，送丝嘴 21与激光熔覆头11固定连接，金属焊丝2穿过送丝嘴21后被输送至轴类母材 1的表面，金属焊丝2接入电路后自身通电产热或/和送丝嘴21通电产热后对金属焊丝2加热，感应加热机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有在线加热功能的激光熔覆设备，用于对安装在回转工作台上的轴类母材进行激光熔覆，其特征在于：所述具有在线加热功能的激光熔覆设备包括激光发生器、送丝机构及感应加热机构，所述激光发生器包括激光熔覆头，所述激光熔覆头内开设有送粉通道，所述送丝机构包括送丝嘴，所述送丝嘴与所述激光熔覆头固定连接，金属焊丝穿过所述送丝嘴后被输送至所述轴类母材的表面，所述金属焊丝接入电路后自身通电产热或/和所述送丝嘴通电产热后对所述金属焊丝加热，所述感应加热机构包括感应加热圈，所述感应加热圈沿所述轴类母材的轴向可移动地套设在所述轴类母材的外部，所述激光熔覆头位于所述感应加热圈的后方，且所述激光熔覆头与所述感应加热圈同步移动。2.如权利要求1所述的具有在线加热功能的激光熔覆设备，其特征在于：所述金属焊丝与电源的正极连接，所述轴类母材与所述电源的负极连接，所述金属焊丝通电后自身产生电阻热以对所述金属焊丝加热。3.如权利要求1所述的具有在线加热功能的激光熔覆设备，其特征在于：所述送丝嘴呈两端贯通的中空管状结构，所述金属焊丝穿过所述送丝嘴的内腔，所述送丝嘴的壁体内设置有发热件，所述发热件用于在电驱动作用下发热以加热所述送丝嘴。4.如权利要求1所述的具...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，翟迎迎，曹庆，吕庆，徐源，卜凡辉，
申请(专利权)人：江苏斯普瑞科技有限公司，
类型：新型
国别省市：