[發(fā)明專利]一種光纖激光熔覆裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110440356.3
• 申請(qǐng)日: 2011-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102489880A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王健超;韓華;張偉;沈可余;姜兆華;駱公序;祝毅為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市激光技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B23K26/34
• 分類號(hào): B23K26/34;B23K26/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬材料激光熔覆裝置，特別涉及一種基于光纖激光器的光束偏轉(zhuǎn)掃描激光熔覆裝置，屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

再制造作為綠色制造技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分和發(fā)展方向，被譽(yù)為21世紀(jì)極具潛力的新型產(chǎn)業(yè)．它以延長(zhǎng)大型設(shè)備零部件使用壽命為目的，采用先進(jìn)成形及表面處理技術(shù)對(duì)關(guān)鍵零部件表面進(jìn)行修復(fù)、強(qiáng)化，從而提高零部件表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕、耐疲勞等機(jī)械性能，并且可以使得原來(lái)可能只能報(bào)廢的設(shè)備或其零部件重新恢復(fù)尺寸、形狀和性能，重新成為一個(gè)合格的產(chǎn)品。可見(jiàn)再制造技術(shù)是解決資源浪費(fèi)、環(huán)境污染和廢舊裝備翻新的最佳方法和途徑，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。激光加工技術(shù)作為“未來(lái)制造業(yè)的共同加工手段”，與再制造技術(shù)相結(jié)合所形成的激光熔覆修復(fù)技術(shù)具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。激光熔覆技術(shù)解決了傳統(tǒng)再制造修復(fù)技術(shù)（電焊、氬弧焊、噴涂、鍍層等）無(wú)法克服的材料選用局限性、工藝熱變形、組織粗大、熱疲勞損傷及結(jié)合強(qiáng)度差等一系列技術(shù)難題，是一種綠色環(huán)保的修復(fù)技術(shù)。現(xiàn)有的激光熔覆裝置一般采用大功率二氧化碳激光器作為光源，以三維工作臺(tái)作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行金屬零部件表面修復(fù)再制造。由于大功率二氧化碳激光器體積較大，并且需要頻繁的進(jìn)行日常維護(hù)檢測(cè)，使用成本較高，并且由于波長(zhǎng)所限，無(wú)法通過(guò)光纖傳輸，系統(tǒng)集成時(shí)的靈活性不夠。同時(shí)由于采用三維工作臺(tái)作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其加工速度受到機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，在修復(fù)大型零部件時(shí)，由于位移系統(tǒng)無(wú)法快速移動(dòng)，其加工效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有激光熔覆修復(fù)裝置體積較大、維護(hù)運(yùn)行成本高、較難快速完成大型零部件修復(fù)等缺陷，提供一種用于金屬零部件表面修復(fù)再制造的激光熔覆裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種光纖激光熔覆裝置，其特征在于，該裝置主要包括光纖激光器、傳輸光纖、光束掃描偏轉(zhuǎn)裝置、皮帶式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鋪粉滾、儲(chǔ)粉氣缸、可升降平臺(tái)、機(jī)架；所述光束掃描偏轉(zhuǎn)裝置由Z軸動(dòng)態(tài)聚焦模塊、X軸掃描鏡片、X軸數(shù)字伺服電機(jī)、Y軸掃描鏡片、Y軸數(shù)字伺服電機(jī)組成；所述Z軸動(dòng)態(tài)聚焦模塊由Z軸直線電機(jī)、凹透鏡和凸透鏡組成；光纖激光器被固定在機(jī)架上，所發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)傳輸光纖進(jìn)入光束偏轉(zhuǎn)掃描裝置；由光束偏轉(zhuǎn)掃描裝置發(fā)出的光束???????????????????????????????????????????????首先進(jìn)入光束偏轉(zhuǎn)掃描裝置中的Z軸動(dòng)態(tài)聚焦模塊，所述光束經(jīng)凹透鏡后發(fā)散入射到凸透鏡，通過(guò)Z軸直線電機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)凹透鏡和固定的凸透鏡間的距離，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聚焦；通過(guò)Z軸動(dòng)態(tài)聚焦模塊后的光束經(jīng)安裝在X軸數(shù)字伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上X軸掃描鏡片，以及安裝在Y軸數(shù)字伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上所述Y軸掃描鏡片反射后聚焦在工件表面，并通過(guò)所述X軸數(shù)字伺服電機(jī)、Y軸數(shù)字伺服電機(jī)、Z軸直線電機(jī)的協(xié)同控制從而實(shí)現(xiàn)光束的偏轉(zhuǎn)掃描；當(dāng)被加工工件被放置在可升降平臺(tái)后，儲(chǔ)粉氣缸向上升起，鋪粉滾在皮帶式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在帶動(dòng)下做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)將熔覆用合金粉末、均勻鋪在工件表面；光束偏轉(zhuǎn)掃描裝置發(fā)出的光束聚焦在工件表面后，在激光能量的作用下熔化之前鋪在工件表面的熔覆用合金粉末，從而完成激光熔覆加工。

本發(fā)明的有益效果是針對(duì)現(xiàn)有激光熔覆修復(fù)裝置的缺陷，采用光纖激光器及光束偏轉(zhuǎn)掃描模塊，通過(guò)光束掃描偏轉(zhuǎn)的加工方式，可以在熔覆效率方式及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本等方面提升現(xiàn)有的激光熔覆修復(fù)設(shè)備，在所需修復(fù)零部件無(wú)法移動(dòng)的情況下同樣能夠有效地完成修復(fù)工作，滿足大型零部件高精度修復(fù)的要求。本發(fā)明可以適用于修復(fù)各類金屬零部件，尤其適合難度大，附加值高的大型零部件修復(fù)。

附圖說(shuō)明

圖1為光纖激光熔覆裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為光束偏轉(zhuǎn)掃描模塊結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1、2所示，一種光纖激光熔覆裝置，其特點(diǎn)是，該裝置主要包括光纖激光器1、傳輸光纖2、光束掃描偏轉(zhuǎn)裝置3、皮帶式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、鋪粉滾5、儲(chǔ)粉氣缸6、可升降平臺(tái)8、機(jī)架10；所述光束掃描偏轉(zhuǎn)裝置3由Z軸動(dòng)態(tài)聚焦模塊12、X軸掃描鏡片16、X軸數(shù)字伺服電機(jī)17、Y軸掃描鏡片1、Y軸數(shù)字伺服電機(jī)19組成；所述Z軸動(dòng)態(tài)聚焦模塊12由Z軸直線電機(jī)13、凹透鏡14和凸透鏡15組成；