[發(fā)明專利]一種半導體激光再制造氣保護及煙回收方法

在審

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• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105414779A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 雷劍波;顧振杰;劉光華;郭津博;王云山;周圣豐
• 申請（專利權）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B08B15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及激光再制造領域，尤其涉及一種半導體激光再制造氣保護及煙回收方法。

背景介紹

隨著全球范圍內資源的日益枯竭和環(huán)境污染的不斷加劇，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、節(jié)約資源、保護生態(tài)環(huán)境、進行綠色制造成為當今社會發(fā)展的主題。再制造作為一種先進的制造技術，因其以資源再利用方式滿足了社會發(fā)展需要，取代了傳統(tǒng)的修復、維修手段，得到了迅速的發(fā)展。再制造成本約為新品的50％，節(jié)能60％、節(jié)材70％，它能夠最大限度地開發(fā)和利用廢舊產品中蘊含的價值，減少廢舊產品對環(huán)境的污染，延長零部件的使用壽命，是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要途徑之一，具有重要的經(jīng)濟意義和社會意義。

激光再制造技術是以再制造工程的相關技術和理論為指導，以喪失使用價值的廢舊、損傷零部件為再制造毛坯，利用以激光熔覆技術為主的高新技術進行批量化修復、性能升級，使獲得的再制造產品的技術性能及質量都能達到甚至超過新品，具有優(yōu)質、高效、低耗、環(huán)保的等特點。激光再制造技術作為一種快速、高效、精密的修復技術，可用于重大裝備高附加值零件的高質量修復，不僅具有廣闊的市場需求，而且具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。

激光熔覆過程中，激光與合金粉末及基體相互作用是一個非常復雜的過程，往往伴隨著飛濺、反射和產生大量煙霧或有害氣體等現(xiàn)象，這些因素對熔覆層質量產生很大的影響，甚至會對激光器鏡頭造成損壞，因此，在激光再制造過程中需要通以氣體保護，并對煙霧或有害氣體回收。

本發(fā)明提供一種半導體激光再制造氣保護及煙回收方法。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種結構簡單、合理的半導體激光再制造氣體保護及煙霧或有害氣體回收的方法。

其特征在于：它包括兩個拉法爾氣簾、一塊中間開有圓孔的銅板、一個軸流風機。拉法爾氣簾具有入口小、出口大的特點，兩個拉法爾氣簾固定在銅板上，以銅板為界對稱分布，軸流風機設置在拉法爾氣簾正前方。本方法的基本思路是高功率半導體激光器發(fā)射激光，經(jīng)光學轉換鏡將圓形多模光斑轉換成矩形或線形光斑經(jīng)工作頭輸出，光束穿過銅板中間圓孔作用到粉末材料及基體上，發(fā)生復雜的物理化學反應，產生的煙霧及有害氣體由銅板下方拉法爾氣簾吹走，由其對面的軸流風機回收，排放到氣體回收系統(tǒng)中。該系統(tǒng)中銅板的作用，一方面是防止激光束與材料相互作用中，粉末顆粒飛濺對鏡頭造成損壞；另一方面防止被材料或基體反射的光束將激光器或鏡頭燒損，同時，由于銅板的吸收率低，以至于在加工過程中銅板溫度不會過高。該系統(tǒng)中銅板上方的拉法爾氣簾作用是防止氣流回流對激光器及加工質量造成影響。

本方法用于半導體激光再制造氣體保護及煙霧或有害氣體回收具有以下優(yōu)點：

1、結構簡單、設計合理、成本較低、靈活可調；

2、采用雙拉法爾氣簾方式，對稱分布在銅板上下兩側，不僅可以防止氣流回流，還可以有效吹走煙霧及有害氣體；

3、在拉法爾氣簾對面上設置一軸流風機，可高效回收煙霧及有害氣體進循環(huán)系統(tǒng)；

4、以中間開有圓孔的銅板作為擋板，既可以防止煙霧、飛濺，又可以有效防止反射光束對激光鏡頭造成燒損，又因為其較低的吸收系數(shù)，溫度不會過高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結構示意圖；

圖2是本發(fā)明半導體激光再制造氣保護及煙霧回收實例圖片；

具體實施方法

如圖所示，對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，對本發(fā)明涉及一種半導體激光再制造氣保護及煙回收方法，它包括位于銅板上的拉法爾氣簾1、對于銅板下的拉法爾氣簾2、中間開有內徑為25mm圓孔的銅板3和軸流風機4。所述拉法爾氣簾1和2由緊固螺絲固定在所述銅板3上，拉法爾氣簾1在銅板3上，拉法爾氣簾2在銅板3下，軸流風機4設置在拉法爾氣簾出氣口正前方，兩者間的距離根據(jù)實際情況調節(jié)，在此不做限定。

半導體激光器固定在銅板3上方，激光束經(jīng)光學透鏡匯聚成型后由工作頭輸出，穿過銅板3中間圓孔，作用在粉末材料和基體上，發(fā)生劇烈反應，產生部分煙霧或有毒氣體，由拉法爾氣簾2輸出的氣體吹走，并經(jīng)軸流風機回收輸送到循環(huán)系統(tǒng)中，銅板3不僅可以防止在此過程中產生的飛濺顆粒及被材料或基體反射的光束對激光器本身尤其是工作鏡頭造成損傷，而且因其自身較低的吸收系數(shù)，不會使其溫度過高。位于銅板3上方的拉法爾氣簾2則是防止氣流回流對激光器和激光再制造質量產生影響。

上述實施例僅用于說明本方法，凡是在本方法技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本方法的保護范圍之外。