一种多功能激光熔覆夹具制造技术

本发明专利技术公开一种多功能激光熔覆夹具，将本夹具放置到激光熔覆设备的熔覆平台上，通过底座上的螺栓孔与平台连接。完成固定后，将熔覆基体利用咬合机构进行固定，通过移动装置使基体处于合适的位置后开始进行熔覆。在熔覆开始前将脉冲激光加热装置处于基体底部开始对基体进行预热；预热完成后，断开加热装置，开始进行熔覆工作，在熔覆过程中通过超声振动装置对基体底部进行超声处理；熔覆完成后，打开脉冲激光加热装置，对基体进行保温处理，以减小温度差对熔覆的影响。度差对熔覆的影响。度差对熔覆的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能激光熔覆夹具


[0001]本专利技术涉及激光熔覆夹具
，特别是涉及一种多功能激光熔覆夹具。

技术介绍

[0002]激光熔覆技术是指以不同的添加方法在被熔覆的基体上放置所选择的熔覆材料，利用高能量密度为热源对涂层材料进行辐照射，使材料快速加热至熔融状态，与基体表面熔凝后形成良好冶金结合的表面涂层，利用该技术可以对金属基零件表面进行修复和改性。激光熔覆是一个急热急冷的过程，会在熔覆过程中造成晶粒粗化以及加大裂纹开裂倾向。一方面，在熔覆过前后由于极大的温度差，会在基体表面以及内部产生裂纹；另一方面，由于急冷过程可能晶粒来不及细化造成晶粒粗大，影响涂层的整体性能。为了提高熔覆基体的表面性能，有必要设计一种多功能激光熔覆夹具，针对上述两个方面的问题对熔覆过程进行优化以改善熔覆后涂层的性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种多功能激光熔覆夹具，以解决上述现有技术存在的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种多功能激光熔覆夹具，包括底座和固定安装于所述底座顶面的定位部，所述定位部滑动连接有滑块，所述滑块侧面固定安装有咬合机构，所述咬合机构与熔覆基体可拆卸连接，所述熔覆基体底面与所述底座顶面之间设置有脉冲激光加热装置、超声振动装置，所述超声振动装置放置于所述底座顶面，所述脉冲激光加热装置设置于所述超声振动装置顶面，所述底座顶面边缘还放置有支架组件，所述支架组件顶面固接有激光熔覆激光器，所述激光熔覆激光器朝向所述熔覆基体设置；所述超声振动装置用于细化所述熔覆基体的内部晶体组织；所述脉冲激光加热装置用于在所述熔覆基体熔覆过程中保温。
[0006]优选的，所述定位部包括X方向运动机构和Y方向运动机构；所述X方向运动机构与所述Y方向运动机构固定连接；所述X方向运动机构和所述Y方向运动机构用于实现所述滑块水平位置的转移。
[0007]优选的，所述咬合机构包括液压驱动装置、驱动杆、压合块和载物平台；所述液压驱动装置底面与所述滑块顶面固定连接，所述液压驱动装置的伸缩端固接有驱动杆，所述驱动杆的一端固接有驱动块，所述驱动块顶面转动连接有压合块，所述压合块的中部与所述载物平台转动连接；所述载物平台的一端与所述液压驱动装置固定连接。
[0008]优选的，所述脉冲激光加热装置包括固定盒、脉冲激光器、反射镜片、聚光透镜、光线整合器和振镜；所述脉冲激光器、所述反射镜片分别与所述固定盒内壁固定连接，所述脉冲激光器和所述反射镜片正对设置；所述聚光透镜顶面与所述反射镜片的反射光路相互垂直设置并设置于所述反射镜片的上方；所述光线整合器设置于所述聚光透镜的上方；所述振镜设置于所述脉冲激光器、所述反射镜片之间；所述振镜通过电机与所述固定盒内腔侧
壁固定连接；所述聚光透镜、所述光线整合器分别与所述固定盒内腔侧壁固定连接。
[0009]优选的，所述超声振动装置设置有若干个，若干所述超声振动装置底面分别固定连接有超声箱，所述超声振动装置顶端贯穿所述超声箱顶面并与所述熔覆基体底面间隙配合；所述脉冲激光加热装置设置于若干所述超声振动装置之间。
[0010]优选的，所述超声振动装置包括预压筒、弹簧、压电装置和可调节双头振头；所述预压筒套设并滑动连接在所述压电装置的一端；所述弹簧分别与所述压电装置的一端面、所述预压筒内腔的端面固定连接，所述预压筒底面与所述超声箱内腔底面固定连接；所述压电装置的顶端与所述可调节双头振头可拆卸连接；所述可调节双头振头贯穿所述超声箱顶面并与所述熔覆基体底面间隙配合。
[0011]本专利技术具有如下技术效果：
[0012]通过移动咬合机构对基体进行固定，可避免在熔覆过程中基体的意外移动，减少对熔覆形貌的影响；通过脉冲激光加热装置对基体预热缓冷可减少较大的温度差对熔覆层的开裂性以及微观晶粒的影响；通过超声振动装置可实现对熔覆层晶粒细化的作用。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术侧视结构示意图；
[0015]图2为咬合机构侧视结构示意图；
[0016]图3为脉冲激光加热装置侧视结构示意图；
[0017]图4为超声振动装置主视结构示意图；
[0018]图5为不同预热温度下的熔覆形貌图；
[0019]图6为不同预热温度下的裂纹数量图；
[0020]图7为形核率和晶核长大速率与过冷度的关系图；
[0021]图8为不同条件下的激光熔覆层截面形貌图。
[0022]其中，1、激光熔覆激光器；2、咬合机构；3、X方向运动机构；4、Y方向运动机构；5、超声振动装置；6、脉冲激光加热装置；7、底座；8、滑块；9、固定盒；10、超声箱；11、预压筒；2.1、液压驱动装置；2.2、驱动杆；2.3、压合块；2.4载物平台；3.1、弹簧；3.2、压电装置；3.3、可调节双头振头；4.1、脉冲激光器；4.2、反射镜片；4.3、聚光透镜；4.4、光线整合器；4.5、振镜。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0025]实施例一：
[0026]由图1
‑
4所示的一种多功能激光熔覆夹具，包括底座7和固定安装于底座7顶面的定位部，定位部滑动连接有滑块8，滑块8侧面固定安装有咬合机构2，咬合机构2与熔覆基体可拆卸连接，熔覆基体底面与底座7顶面之间设置有脉冲激光加热装置6、超声振动装置5，超声振动装置5放置于底座7顶面，脉冲激光加热装置6设置于超声振动装置5顶面，底座7顶面边缘还放置有支架组件(附图未表示)，支架组件顶面固接有激光熔覆激光器1，激光熔覆激光器1朝向熔覆基体设置；超声振动装置5用于细化熔覆基体的内部晶体组织；脉冲激光加热装置6用于在熔覆基体熔覆过程中保温。
[0027]进一步的，支架组件为常用的固定支架，其为现有技术，在此不再赘述。
[0028]进一步的，激光熔覆激光器1为常用的激光熔覆设备，其为现有技术，在此不再赘述。
[0029]进一步优化方案，定位部包括X方向运动机构3和Y方向运动机构4；X方向运动机构3与Y方向运动机构4固定连接；X方向运动机构3和Y方向运动机构4用于实现滑块8水平位置的转移。
[0030]进一步的，X方向运动机构3包括X向滑轨和滑柱，所述滑柱底端与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能激光熔覆夹具，其特征在于，包括底座(7)和固定安装于所述底座(7)顶面的定位部，所述定位部滑动连接有滑块(8)，所述滑块(8)侧面固定安装有咬合机构(2)，所述咬合机构(2)与熔覆基体可拆卸连接，所述熔覆基体底面与所述底座(7)顶面之间设置有脉冲激光加热装置(6)、超声振动装置(5)，所述超声振动装置(5)放置于所述底座(7)顶面，所述脉冲激光加热装置(6)设置于所述超声振动装置(5)顶面，所述底座(7)顶面边缘还放置有支架组件，所述支架组件顶面固接有激光熔覆激光器(1)，所述激光熔覆激光器(1)朝向所述熔覆基体设置；所述超声振动装置(5)用于细化所述熔覆基体的内部晶体组织；所述脉冲激光加热装置(6)用于在所述熔覆基体熔覆过程中保温。2.根据权利要求1所述的一种多功能激光熔覆夹具，其特征在于：所述定位部包括X方向运动机构(3)和Y方向运动机构(4)；所述X方向运动机构(3)与所述Y方向运动机构(4)固定连接；所述X方向运动机构(3)和所述Y方向运动机构(4)用于实现所述滑块(8)水平位置的转移。3.根据权利要求1所述的一种多功能激光熔覆夹具，其特征在于：所述咬合机构(2)包括液压驱动装置(2.1)、驱动杆(2.2)、压合块(2.3)和载物平台(2.4)；所述液压驱动装置(2.1)底面与所述滑块(8)顶面固定连接，所述液压驱动装置(2.1)的伸缩端固接有驱动杆(2.2)，所述驱动杆(2.2)的一端固接有驱动块，所述驱动块顶面转动连接有压合块(2.3)，所述压合块(2.3)的中部与所述载物平台(2.4)转动连接；所述载物平台(2.4)的一端与所述液压驱动装置(2.1)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种多功能激光熔覆夹具，其特征在于：所述脉冲激光加热装置(6)包括固...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹猷鸿，殷子强，展琰，孙秀怀，候东旭，李奕彤，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：