激光光内送丝熔覆方法与光内送丝装置制造方法及图纸

本发明专利技术激光光内送丝熔覆方法采用光内送丝装置，用圆锥镜将激光器发射的激光束变换为环形光束，再用环形聚焦镜聚焦成为环锥形光束，在环锥形光束中形成一锥形中空无光区，送丝管置于此无光区内并与环锥形光束同轴线。工作中丝材在环锥形光束中心被同轴垂直送入加工面上的熔池内，实现光内同轴送丝。本发明专利技术可改变现有光外侧向送丝工艺方法带来的进丝和对准方位复杂难控，送丝过程中光束离焦波动和变方向扫描造成丝材的热作用发生变化，熔覆过程及熔道质量对相对位置的波动敏感，极易造成熔覆不连续和熔道质量恶化等诸多不足。光内送丝各方向送丝姿态方位一致，不受扫描方向性和离焦波动影响，光丝耦合连续稳定，熔层质量高。本发明专利技术用于金属材料的激光熔覆、三维实体快速成形、激光焊接与特种连接、激光修复再制造等场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光加工领域，具体涉及一种激光熔覆成形制造工艺 方法及实现该方法的装置。
技术介绍
在先进激光加工成形制造技术中，有一个关键技术，即将激光和 被熔材料同步传输至加工成形位置，并使金属材料连续、准确、均匀 地投入到加工面上按预定轨迹作扫描运动的聚焦光斑内，实现光料精 确耦合。材料在光束内进行光能与热能的转换，瞬间熔化并形成熔池， 完成材料的快速熔化凝固的冶金过程。国内外现行的送料方法大多数 为同步送粉。最早的方法是激光束垂直照射，送粉管从一侧倾斜旁置。 旁置送粉姿态随扫描方向而异，扫描方向对扫描质量影响很大。比较先进的送粉装置有美国专利(US5961862)、欧洲专利(WO2005028151)等，其基本结构均采用在激光束外围均匀布置多路送粉喷头的结构方 案，可称之为"光外同轴送粉"。光外同轴送粉因各方向送粉姿态一致， 消除了扫描方向性影响，但同时又带来多路粉束很难汇聚于一点并与 光束焦点重合的新问题。由粉末性质决定送粉法熔覆存在一些不足，主要有送粉量和均匀 性控制困难、粉末利用率低、发散在光束外的处于半熔状态的粉末易 粘附于成型零件表面，影响表面质量等。相比之下，送丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光光内送丝熔覆方法，其主要特征为：利用光的分割原理将由激光器发射的激光束切割变换为环形光束，再将所述环形光束聚焦成为环锥形光束，在环锥形光束中产生一锥形中空无光区，单根送丝管置于此无光区内并与环锥形光束同轴线，丝材由送丝管中送入，通过送丝管下端部的喷丝嘴输出，在接近光束焦点处被所述环锥形光束下部包围照射，然后在光照与加工表面的熔池热传导等的共同作用下被加热并熔化而垂直进入熔池中，待熔覆的基材表面调整到所述焦点附近，熔入基材表面熔池中的丝材与部分熔化的基材表层材料共同形成熔池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅戈雁，石世宏，胡进，杨国家，韩学磊，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]