本发明专利技术涉及激光加工技术领域，具体公开了一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复装置及其方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、对熔覆涂层表面打磨，清理表面浮粉；步骤二、将激光定位于熔覆涂层表面微气孔缺陷处，激光焦点位置设置为涂层表面以下0～0.2mm；步骤三、将激光切换至脉冲模式，设定激光参数；本发明专利技术首先通过脉冲激光对超高速激光熔覆涂层表面微气孔周边材料进行重熔，可以有效改善气孔的尺寸和形状，使该气孔变为规则下凹圆弧形，为后续的修复打好基础。再通过送粉和脉冲激光配合，实现对涂层微气孔缺陷的修复。实现对涂层微气孔缺陷的修复。实现对涂层微气孔缺陷的修复。
【技术实现步骤摘要】
一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复装置及其方法
[0001]本专利技术涉及激光加工
，具体公开了一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复装置及其方法。
技术介绍
[0002]超高速激光熔覆通过同步送粉添料方式，利用高能密度的束流将能量大部分作用于工件上方的粉末，使粉末材料与高速运动的基体材料表面同时熔化，并快速凝固后形成稀释率极低，与基体呈冶金结合的熔覆层，极大提高熔覆速率，显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等工艺特性的工艺方法。其制备的涂层稀释率极低(＜2％)，涂层厚度在50～500μm之间，表面光洁度高，后续仅需磨削加工即可投入使用，具有优质、高效、绿色等优势，被誉为替代传统电镀工艺的绿色制造技术，具有广阔的应用前景。
[0003]与常规激光熔覆相比，超高速激光熔覆单层熔覆厚度较小、搭接率高、熔覆速度快，因此针对一些高熔点、高合金含量的材料以及大尺寸工件难以形成稳定、致密的熔覆层，在涂层表面极易出现微气孔缺陷。在实际工程应用中，只能通过机加工将涂层去除后重新进行激光熔覆，显著增加了成本和生产周期。因此对超高速激光熔覆涂层表面微气孔实现修复可有效解决这一难题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复装置及其方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复方法，所述方法包括以下步骤：
[0006]步骤一、对熔覆涂层表面打磨，清理表面浮粉；
[0007]步骤二、将激光定位于熔覆涂层表面微气孔缺陷处，激光焦点位置设置为涂层表面以下0～0.2mm；
[0008]步骤三、将激光切换至脉冲模式，设定激光参数；
[0009]步骤四、启动喷嘴本体(2)内的粉末循环流动系统、开启保护气送气设备，输送保护气和开启激光器，通过完成微气孔周边材料重熔；
[0010]步骤五、将步骤三中的激光器功率上调30％～50％，焦点位置升高10％～50％，设定送粉参数；
[0011]步骤六、开启送粉，粉末从送粉喷嘴中送出，完成熔覆涂层表面微气孔的修复；
[0012]步骤七、对熔覆涂层采用机加工方式加工至最终成品尺寸。
[0013]优选的，所述步骤一中的熔覆涂层厚度为0.1～1mm。
[0014]优选的，所述步骤二中微气孔直径为10～500μm，深度为0～200μm。
[0015]优选的，所述步骤三中设定的激光器功率为300～1000W，脉冲时间为100～500ms。
[0016]优选的，所述步骤五中送粉速率为10～50g/min；所述步骤六中粉末材料与所述步
骤一中的涂层为同种材料。
[0017]本专利技术还提供一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复装置，包括圆环形激光熔覆管，所述圆环形激光熔覆管底部连接有喷嘴本体，所述喷嘴本体顶部设有套设于圆环形激光熔覆管外部的气动粉料搅拌盒，所述气动粉料搅拌盒由上至下依次被分为驱动室、均压室和加粉室；所述喷嘴本体内开设有激光熔覆通道，所述喷嘴本体的激光熔覆通道外围开设有冷却道，所述喷嘴本体内的冷却道外围呈圆周阵列设有多个与加粉室连通的送粉道，所述送粉道底端均设有放料阀，每个所述送粉道外围均设有粉末循环流动系统，所述粉末循环流动系统包括与送粉道相连通的回收槽，所述送粉道与回收槽之间设有振动板，所述振动板上设有与螺旋输送叶片配合的凸起部，所述回收槽内转动连接有与喷嘴本体转动连接的转轴，所述转轴外侧壁设有螺旋上升的螺旋输送叶片，所述回收槽顶部开设有出料口，所述出料口内设有粉料回收阀，所述回收槽底部设有滑槽，所述滑槽内密封滑动连接有滑块，所述滑槽底部开设有单独与气动设备连接的气道，所述气道通过气动管道与气动设备连接；所述气动设备能够向滑槽充气与吸气；所述转轴底部设有转动腔，所述转动腔内设有驱动轴，所述驱动轴与转轴连接，且驱动轴周侧壁设有驱动叶片，所述转动腔一侧通过保护气通道与保护气输送软管连接，所述转动腔另一侧开设有保护气喷出通道，所述保护气喷出通道通过直通道与保护气输送软管连接，所述直通道、保护气通道与保护气输送软管之间通过三通阀连接。
[0018]优选的，所述气动粉料搅拌盒内由上至下依次设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板将气动粉料搅拌盒内腔由上至下依次分为驱动室、均压室和加粉室；所述气动粉料搅拌盒内设有套设于圆环形激光熔覆管外侧壁的旋转轴，所述旋转轴贯穿所述第一隔板和第二隔板；所述第二隔板内呈圆周阵列开设有多个粉末进入道，所述粉末进入道通过导管与送粉系统连接。
[0019]优选的，所述旋转轴位于第一隔板顶部周侧壁呈圆周阵列设置有多个动力叶片，所述气动粉料搅拌盒顶部通过连接管道与保护气送气设备连接，所述气动粉料搅拌盒侧壁连接有使驱动室与均压室连通的连通管，所述旋转轴位于第二隔板的底部的部分从上至下依次连接有第一转环和第二转环，所述第二转环上呈圆周阵列设置有多个“L”形搅拌棒，所述第二转环与旋转轴之间通过锁止组件活动连接，所述均压室通过保护气输送软管与三通阀连接。
[0020]优选的，所述圆环形激光熔覆管内开设有与冷却道连通的冷却液流通通道，所述冷却道包括冷却液进入道和冷却液回流道，所述喷嘴本体的冷却液进入道和冷却液回流道底部相连通。
[0021]优选的，所述气动粉料搅拌盒外侧壁设有夹持组件，所述夹持组件顶部设有用于调节喷嘴本体位置的调节组件。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的至少具有以下有益效果：
[0023]1、本专利技术首先通过脉冲激光对超高速激光熔覆涂层表面微气孔周边材料进行重熔，可以有效改善气孔的尺寸和形状，使该气孔变为规则下凹圆弧形，为后续的修复打好基础。再通过送粉和脉冲激光配合，实现对涂层微气孔缺陷的修复。
[0024]2、本专利技术的技术方案可有效实现在超高速激光熔覆实际工程应用过程中出现的涂层表面微气孔修复，工序简单易操作，解决了因返修造成的成本提高和生产周期延长的
问题，提高了产品合格率。
[0025]3、本专利技术通过粉末循环流动系统等之间的相互配合，一方面避免因送粉道温度过高导致内部粉末沾粘至送粉道内壁的情况发生，第二方面，由于粉末在加粉室、送粉道和回收槽内循环流动，从而缩短粉末重新加料至粉末从喷嘴本体喷出的等待时间，进而提高修复效率，第三方面，由于振动板的震动，从而拨动送粉道底部的粉末进入回收槽，从而能够使粉末在加粉室、送粉道和回收槽内循环流动；第四方面，由于振动板的震动，从而进一步避免因送粉道温度过高导致内部粉末沾粘至送粉道内壁内壁的情况发生。
附图说明
[0026]图1为本专利技术装置三维结构示意图；
[0027]图2为本专利技术装置三维结构另一角度示意图；
[0028]图3为本专利技术喷嘴本体与气动粉料搅拌盒结构剖视图；
[0029]图4为本专利技术喷嘴本体剖视图；
[0030]图5为本专利技术图4中A部分结构放大示意图；
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、对熔覆涂层表面打磨，清理表面浮粉；步骤二、将激光定位于熔覆涂层表面微气孔缺陷处，激光焦点位置设置为涂层表面以下0～0.2mm；步骤三、将激光切换至脉冲模式，设定激光参数；步骤四、启动喷嘴本体(2)内的粉末循环流动系统、开启保护气送气设备，输送保护气和开启激光器，通过完成微气孔周边材料重熔；步骤五、将步骤三中的激光器功率上调30％～50％，焦点位置升高10％～50％，设定送粉参数；步骤六、开启送粉，粉末从送粉喷嘴中送出，完成熔覆涂层表面微气孔的修复；步骤七、对熔覆涂层采用机加工方式加工至最终成品尺寸。2.根据权利要求1所述一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复方法，其特征在于，所述步骤一中的熔覆涂层厚度为0.1～1mm。3.根据权利要求1所述一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复方法，其特征在于，所述步骤二中微气孔直径为10～500μm，深度为0～200μm。4.根据权利要求1所述一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复方法，其特征在于，所述步骤三中设定的激光器功率为300～1000W，脉冲时间为100～500ms。5.根据权利要求1所述一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复方法，其特征在于，所述步骤五中送粉速率为10～50g/min；所述步骤六中粉末材料与所述步骤一中的涂层为同种材料。6.一种超高速激光熔覆涂层表面微气孔的修复装置，所述装置用于实现如权利要求1
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5任一项方法，其特征在于，包括圆环形激光熔覆管(1)，所述圆环形激光熔覆管(1)底部连接有喷嘴本体(2)，所述喷嘴本体(2)顶部设有套设于圆环形激光熔覆管(1)外部的气动粉料搅拌盒(3)，所述气动粉料搅拌盒(3)由上至下依次被分为驱动室(4)、均压室(5)和加粉室(6)；所述喷嘴本体(2)内开设有激光熔覆通道(201)，所述喷嘴本体(2)的激光熔覆通道(201)外围开设有冷却道(7)，所述喷嘴本体(2)内的冷却道(7)外围呈圆周阵列设有多个与加粉室(6)连通的送粉道(8)，所述送粉道(8)底端均设有放料阀，每个所述送粉道(8)外围均设有粉末循环流动系统，所述粉末循环流动系统包括与送粉道(8)相连通的回收槽(9)，所述送粉道(8)与回收槽(9)之间设有振动板(10)，所述振动板(10)上设有与螺旋输送叶片(12)配合的凸起部(32)，所述回收槽(9)内转动连接有与喷嘴本体(2)转动连接的转轴(11)，所述转轴(11)外侧壁设有螺旋上升的螺旋输送叶片(12)，所述回收槽(9)顶部开设有出料口(13)，所述出料口(13)内设有粉料回收阀，所述回收槽(9)底部设有滑槽(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜博睿，王淼辉，徐一斐，范斌，葛学元，李宏波，
申请(专利权)人：中机新材料研究院郑州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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