[發明專利]一種激光熔覆用操作平臺裝置

有效

• 申請號: 201710073715.3
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106757015B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 畢曉夕;孫佳鈺;趙雨;辛洪生;于天彪;王宛山
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

本發明公開了一種激光熔覆用操作平臺裝置，包括升降臺和冷卻箱體；冷卻箱體的內底設有向冷卻箱體的頂部延伸的隔板管，冷卻箱體的側壁設有冷卻液進口Ⅰ和冷卻液進口Ⅱ，冷卻箱體的頂部設有兩個冷卻液出口；升降臺包括與冷卻箱體的內底貼合的下平面，熔覆用平臺和位于下平面和熔覆用平臺之間的四個升降裝置；升降裝置包括與下平臺上表面連接的支撐桿Ⅰ，與熔覆用平臺下表面連接的萬向軸和與萬向軸連接的支撐桿Ⅱ。本發明可以實現熔覆用平臺的升降傾斜和傾斜轉動，保證熔覆過程的環境溫度，防止熔覆層“塌陷”現象的出現，可以擋住熔覆過程中“飛濺”出來的粉末，起到收集粉末的作用。

技術領域

本發明涉及一種高度角度可調、溫度可控、廢料可回收的激光熔覆用操作平臺裝置。

背景技術

激光熔覆技術是20世紀70年代隨著大功率激光器的發展而興起的一種新的表面改性技術，此技術是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化，與基體材料呈冶金結合的表面涂層的一種快速成型的方法。利用激光熔覆技術，可以獲得任意復雜形狀、力學性能良好、尺寸精度較高的功能件，適合在小批量、定制化的復雜功能件上應用。

激光熔覆成形技術在汽車、航空航天重要零件的加工制造、維修、復雜異形零件生產、研發中的快速模具制造、軍工企業中對于高精端武器的研發制造等領域都有廣泛的應用。

與其他表面強化技術相比，激光熔覆的優點有：

(1)冷卻速度快，激光熔覆屬于快速凝固過程，容易得到細晶組織或產生平衡態所無法得到的新相，如非穩相、非晶態等；

(2)涂層稀釋率低，與基體呈牢固的冶金結合或界面擴展結合，通過對激光工藝參數的調整，可以獲得低稀釋率的良好涂層，并且涂層成分和稀釋度可控；

(3)熱輸入和畸變較小，尤其是采用高功率密度快速熔覆時，變形可降低到零件的裝配公差內；

(4)粉末選擇幾乎沒有任何限制，特別是在低熔點金屬表面熔覆高熔點合金；

(5)熔覆層的厚度范圍大；

(6)能進行選區熔覆，材料消耗少，具有卓越的性價比；

(7)工藝過程簡單，易于實現自動化。

在激光熔覆過程中，粉末經同軸送粉噴嘴噴出送到基體表面，通過吸收激光能量熔化與基板吸收能量熔化共同形成熔池，噴嘴按照計算機控制的掃描路徑運行，送粉器送達基材表面的粉末吸收光能不斷熔化，然后快速凝固，從而實現成型制造，表面修復等。在整個加工過程中，存在如下幾個缺陷：

1.在熔覆的過程中熔覆的工作平臺不可移動，只有通過移動激光頭的位置以尋找熔覆開始工作的原點位置，此調節操作需要通過機器人的手柄調節激光頭的位置，需要肉眼瞄準位置然后進行原點校準，如果操作不當會使得激光頭撞擊到加工操作平面，損壞激光頭。另外，由于設備的限制，如需熔覆與水平方向成一定角度的工件時，由于沒有支撐設備，此熔覆操作過程將無法進行；

2.激光熔覆的溫度一般為1000℃左右，當熔覆的層數較少時，溫度散熱較快，隨著層厚的逐漸增多，溫度熱量堆積現象也逐漸嚴重起來，進而導致工件上部的溫度和熱量堆積較高，在熔覆的過程中會出現“塌陷”現象，影響成型效果；

3.當送粉量和掃描速度達到一定的值時，激光頭噴出的粉末速度較快，粉量又比較大，這時就會出現粉末“飛濺”的現象，“飛濺”出去的粉末又無法收集回來，粉末大量被浪費。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種激光熔覆用操作平臺裝置。

本發明采用的技術手段如下：

一種激光熔覆用操作平臺裝置，包括升降臺和冷卻箱體；