一种能量精准控制的激光增材件焊接装置及方法制造方法及图纸

技术编号:42857897 阅读:24 留言:0更新日期:2024-09-27 17:23
本发明专利技术公开了一种能量精准控制的激光增材件焊接装置及方法,属于激光增材件焊接技术领域。能量精准控制的激光增材件焊接装置的光学系统包括环形光光学系统和点状光光学系统,点状激光光斑位于环形激光光斑的内部;视觉温度传感系统包括CCD相机和温度传感器,CCD相机用于监测熔池形貌;温度传感器设置在喷嘴上,用于监测待焊接位置处的温度;控制系统根据CCD相机监测的熔池形貌和温度传感器监测的温度调整光学系统的参数。采用本发明专利技术所述的能量精准控制的激光增材件焊接装置及方法,通过实时的温度和熔池形貌反馈,调整激光器的功率和焊接速度,提高激光选区熔化件与激光直接沉积件之间的焊接质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光增材件焊接,尤其是涉及一种能量精准控制的激光增材件焊接装置及方法


技术介绍

1、激光增材制造技术,又称为激光3d打印技术,是在计算机辅助下,把三维实体模型切片处理为二维层片,二维层片再离散为一维线条,采用激光熔覆技术进行逐点堆积,最终实现三维实体零件成形的激光制造技术。同传统制造技术相比,该技术具有柔性化、易于实现智能化、生产周期短、能生产出很高力学性能的零件等特点,该技术已经在航空、国防、交通、能源、冶金、矿采等领域得到了广泛的应用,并展现出诱人前景。

2、“激光增材-焊接”一体化制造技术可以有效结合激光选区熔化(slm)、激光直接沉积(lmd)、激光焊接的优势,提高结构可设计性、降低应力集中、减少疲劳薄弱区域,可用于复杂结构的快速一体化制造。激光选区熔化(slm)件与激光直接沉积(lmd)件因组织差异性及焊缝组织非对称性导致焊缝性能劣化,影响激光选区熔化(slm)件与激光直接沉积(lmd)件之间焊接的质量。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种能量精准控制的激光增材本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种能量精准控制的激光增材件焊接装置,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的一种能量精准控制的激光增材件焊接装置,其特征在于:所述环形光光学系统包括第一激光器,第一激光器的下方设置有第一平面透镜,第一平面透镜的下方设置有第一平顶光整形镜和第二平顶光整形镜,第一激光器发射的激光经第一平面透镜后再经第一平顶光整形镜、第二平顶光整形镜整理成平行光,第二平顶光整形镜的正下方设置有锥形反射镜,锥形反射镜将平行光向两侧反射,锥形反射镜的外部设置有环形反射镜,锥形反射镜的正下方设置有半反射镜,激光经环形反射镜反射到半反射镜,经半反射镜形成环形激光光斑。

3.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种能量精准控制的激光增材件焊接装置,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的一种能量精准控制的激光增材件焊接装置,其特征在于:所述环形光光学系统包括第一激光器,第一激光器的下方设置有第一平面透镜,第一平面透镜的下方设置有第一平顶光整形镜和第二平顶光整形镜,第一激光器发射的激光经第一平面透镜后再经第一平顶光整形镜、第二平顶光整形镜整理成平行光,第二平顶光整形镜的正下方设置有锥形反射镜,锥形反射镜将平行光向两侧反射,锥形反射镜的外部设置有环形反射镜,锥形反射镜的正下方设置有半反射镜,激光经环形反射镜反射到半反射镜,经半反射镜形成环形激光光斑。

3.根据权利要求2所述的一种能量精准控制的激光增材件焊接装置,其特征在于:所述点状光光学系统包括第二激光器,第二激光器的下方设置有第二平面透镜,第二平面透镜下方设置有第一准直镜片,第一准直镜片的下方设置有倾斜的第一反射镜片,第一反射镜片的一侧设置有x向振镜,激光经第一平面透镜和第一准直镜片后经第一反射镜片反射到x向振镜,x向振镜提供x向的激光摆动,x向振镜的一侧下方设置有y向振镜,激光经x向振镜反射后进入y向振镜,y向振镜提供y向的激光摆动,y向振镜的下方设置有第二反射镜片,第二反射镜片的一侧设置有第三反射镜片,第三反射镜片位于锥形反射镜的正下方,第二反射镜片将摆动激光反射给第三反射镜片,第三反射镜片用于将激光向下反射,第三反射镜片的下方设置有聚焦镜片,聚焦镜片的正下方设置有第二准直镜片,激光经聚焦镜片、第二准直镜片从半反射镜中心通孔穿过,在环形激光光斑内部形成点状激光光斑。

4.根据权利要求3所述的一种能量精准控制的激光增材件焊接装置,其特征在于:所述喷嘴包括本体,本体的顶端设置有与光学系统连接的连接头,连接头上设置有使激光穿过的进光孔,本体上设置有送丝结构和送粉结构,送丝结构与送粉结构同轴设置,本体上设置有气体保护结构,本体上设置有固定板,固定板上设置有若干个用于检测熔池周围温度的第一温度检测组件,固定板上设置有用于检测焊缝热影响区的第二温度检测组件。

5.根据权利要求4所述的一种能量精准控制的激光增材件焊接装置,其特征在于:所述送丝结构包括送丝管,本体上设置有若干个呈圆周阵列分布的安装孔,送丝管固定安装在安装孔内,环形激光位于送丝管围成的圆周的内部,送丝管设置在本体内部设置的安装腔内;所述送粉结构包括在本体上呈圆周阵列分布的倾斜的送粉通道,送粉通道与送丝管间隔设置,送粉通...

【专利技术属性】
技术研发人员:占小红李悦赵艳秋王建峰
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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