本发明专利技术公开了一种曲面的激光淬火方法、装置，该曲面的激光淬火方法包括以下步骤：S1：在满足激光能量密度一致的前提下，根据工件的曲面不同位置的斜率以及尺寸，计算出曲面不同位置对应所需的激光能量配比；S2：根据激光能量配比，编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布；S3：根据激光能量分布对工件执行激光淬火。本发明专利技术通过在满足激光能量密度一致的前提下，计算出曲面不同位置对应所需的激光能量配比，以使得曲面不同位置的淬火硬度和硬层深度相同，即使得曲面淬火硬度、深度保持均匀一致；此外根据计算所得的激光能量配比以编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布，能够大量减少淬火搭接带。大量减少淬火搭接带。大量减少淬火搭接带。
【技术实现步骤摘要】
一种曲面的激光淬火方法、装置
[0001]本专利技术涉及激光淬火
，具体为一种曲面的激光淬火方法、装置。
技术介绍
[0002]激光淬火是利用激光头的高能激光束照射到工件表面，使表层温度迅速升高至相变点之上(低于熔点)，由于金属良好的导热性，当激光束移开后，通过工件快速的自激冷却，材料表层组织由奥氏体转变为马氏体，实现材料的相变硬化。
[0003]随着大功率激光器技术的逐渐成熟，目前使用的激光淬火加工头，基本上是固定长度的线条形光斑，从而成倍增加单位时间扫描加工的面积，极大提高淬火加工效率。然而，对于工件的曲面上的不同点，其对应的激光离焦量、入射角度、能量密度都是不一样的，无法得到硬度均匀的淬火面，故而现有技术为采用在一定离焦范围内分区分块淬火，打补丁拼接，最终实现整个表面淬火。
[0004]现有上述曲面的激光淬火方法存在以下技术问题：激光离焦量的不同，激光入射角度的不同，曲面不同位置的淬火硬度和硬层深度不同，导致曲面淬火不均匀；此外存在大量重叠淬火搭接带，也即是淬火软带。
技术实现思路
[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种曲面的激光淬火方法、装置，能够解决上述技术问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下一技术方案：一种曲面的激光淬火方法，包括以下步骤：
[0009]S1：在满足激光能量密度一致的前提下，根据工件的曲面不同位置的斜率以及尺寸，计算出曲面不同位置对应所需的激光能量配比；
[0010]S2：根据激光能量配比，编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布；
[0011]S3：根据激光能量分布对工件执行激光淬火。
[0012]优选的，在步骤S1之前还包括步骤S1a：对工件进行3D扫描以得到曲面轮廓。
[0013]优选的，在步骤S1中，具体为根据曲面轮廓上曲面不同位置的斜率以及尺寸，以得到曲面不同位置的面积。
[0014]优选的，在步骤S1中，曲面不同位置对应所需的激光能量配比＝激光能量密度*曲面不同位置的面积。
[0015]优选的，在步骤S1中，曲面不同位置对应所需的激光能量E＝垂直作用于曲面不同位置的能量e/cosθ，其中θ为曲面不同位置的法线的倾斜角。
[0016]优选的，步骤S3具体为：利用多个激光头，根据激光能量分布对工件执行激光淬火。
[0017]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下另一技术方案：一种曲面的激光淬火装置，包括：
[0018]计算模块，用于在满足激光能量密度一致的前提下，根据工件的曲面不同位置的斜率以及尺寸，计算出曲面不同位置对应所需的激光能量配比；
[0019]编辑模块，用于根据激光能量配比，编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布；
[0020]激光头，用于根据激光能量分布对工件执行激光淬火。
[0021]优选的，该曲面的激光淬火装置还包括扫描模块，用于对工件进行3D扫描以得到曲面轮廓。
[0022]优选的，计算模块具体用于根据曲面轮廓上曲面不同位置的斜率以及尺寸，以得到曲面不同位置的面积。
[0023]优选的，计算模块具体为根据以下公式进行计算：曲面不同位置对应所需的激光能量配比＝激光能量密度*曲面不同位置的面积。
[0024](三)有益效果
[0025]与现有技术相比，本专利技术提供了一种曲面的激光淬火方法、装置，具备以下有益效果：本专利技术通过在满足激光能量密度一致的前提下，计算出曲面不同位置对应所需的激光能量配比，以使得曲面不同位置的淬火硬度和硬层深度相同，即使得曲面淬火硬度、深度保持均匀一致；此外根据计算所得的激光能量配比以编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布，能够大量减少淬火搭接带(如果在单道扫描宽度覆盖范围内的曲面，则不存在淬火搭接带)。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一种曲面的激光淬火方法的步骤流程图；
[0027]图2为本专利技术一种曲面的激光淬火装置的结构框图；
[0028]图3为本专利技术激光入射的示意图；
[0029]图4为本专利技术每个激光头对应一个区块的示意图；
[0030]图5为本专利技术能量密度线的示意图。
具体实施方式
[0031]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。
[0032]本专利技术提供一种曲面的激光淬火方法，包括以下步骤：
[0033]S1：在满足激光能量密度一致的前提下，根据工件的曲面不同位置的斜率以及尺寸，计算出曲面不同位置对应所需的激光能量配比。
[0034]此外，优选的，在该步骤S1之前还包括步骤S1a：对工件进行3D扫描以得到曲面轮廓。
[0035]进一步的，在该步骤S1中，具体为根据曲面轮廓上曲面不同位置的斜率以及尺寸，
以得到曲面不同位置的面积。
[0036]激光能量密度即激光头照射在工件一面积上的激光能量，可根据具体作业需要进行预设。在该步骤S1中，曲面不同位置对应所需的激光能量配比＝激光能量密度*曲面不同位置的面积。
[0037]S2：根据激光能量配比，编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布。
[0038]在该步骤S2中，为根据上述步骤S1所计算得到的曲面不同位置对应所需的激光能量配比，编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布，即编辑分割线上的激光光斑以形成一条满足激光能量密度一致要求的能量分布的光斑。
[0039]S3：根据激光能量分布对工件执行激光淬火。
[0040]在该步骤S3中，为利用激光头，根据上述步骤S2编辑所得的激光能量分布对工件执行激光淬火，以得到淬火硬度和深度均匀的曲面淬火效果。本专利技术具体可利用现有技术的激光头进行激光淬火，激光器通过光纤与激光头进行连接以发出激光束，此处不作过多限制。
[0041]优选的，该步骤S3具体可为：利用多个激光头，根据激光能量分布对工件执行激光淬火；通过使用多个激光头以提高淬火效率。
[0042]此外，本专利技术还提供一种曲面的激光淬火装置，包括：计算模块12、编辑模块13以及激光头14。
[0043]计算模块12，用于在满足激光能量密度一致的前提下，根据工件的曲面不同位置的斜率以及尺寸，计算出曲面不同位置对应所需的激光能量配比。
[0044]编辑模块13，用于根据上述计算模块12所计算的激光能量配比，编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布。
[0045]激光头14，用于根据上述编辑模块13所编辑的激光能量分布对工件执行激光淬火。
[0046]此外，本专利技术的曲面的激光淬火装置还可包括扫描模块11，用于对工件进行3D扫描以得到曲面轮廓。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种曲面的激光淬火方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在满足激光能量密度一致的前提下，根据工件的曲面不同位置的斜率以及尺寸，计算出所述曲面不同位置对应所需的激光能量配比；S2：根据所述激光能量配比，编辑激光扫描路径的各分割线上的激光能量分布；S3：根据所述激光能量分布对所述工件执行激光淬火。2.根据权利要求1所述的曲面的激光淬火方法，其特征在于：在所述步骤S1之前还包括步骤S1a：对所述工件进行3D扫描以得到曲面轮廓。3.根据权利要求2所述的曲面的激光淬火方法，其特征在于：在所述步骤S1中，具体为根据所述曲面轮廓上曲面不同位置的斜率以及尺寸，以得到所述曲面不同位置的面积。4.根据权利要求3所述的曲面的激光淬火方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述曲面不同位置对应所需的激光能量配比＝所述激光能量密度*所述曲面不同位置的面积。5.根据权利要求2所述的曲面的激光淬火方法，其特征在于：在步骤S1中，所述曲面不同位置对应所需的激光能量E＝垂直作用于所述曲面不同位置的能量e/cosθ，其中θ为所述曲面不同位置的法...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红亮，但堂咏，
申请(专利权)人：广州泰格激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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