[發(fā)明專利]一種溫度、送粉量可自動(dòng)調(diào)試智能激光熔覆頭

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710091980.4
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107083550A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單忠德;孫福臻;姜波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于增材制造及表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫度、送粉量可自動(dòng)調(diào)試智能激光熔覆頭及實(shí)現(xiàn)辦法。

背景技術(shù)

激光熔覆技術(shù)是一種新型表面改性技術(shù)，是指在基材表面添加金屬粉末，在激光束作用下將兩者加熱并熔化，光束移開(kāi)后冷卻形成與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的一種表面強(qiáng)化方法。

目前激光熔覆頭具有較好的同軸送粉功能和能量傳輸功能，但是，不能夠很好檢測(cè)控制實(shí)時(shí)的溫度和送粉量，影響了基材表面質(zhì)量，甚至造成激光熔覆頭的損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的特點(diǎn)，提供一種溫度、送粉量可自動(dòng)調(diào)試智能激光熔覆頭，該激光熔覆頭有效控制了激光熔覆頭的恒溫和均勻的送粉量，從而保證了基材具有較高表面質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種溫度、送粉量可自動(dòng)調(diào)試智能激光熔覆頭，除包括基座套、聚焦鏡、聚焦鏡套、噴嘴芯、冷水套、保護(hù)鏡、簡(jiǎn)體等基本構(gòu)件外，還包括接觸式溫度傳感器、超聲波粉末密度檢測(cè)儀；其溫度調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)需接觸式傳感器、計(jì)算控制器、制冷機(jī)組配合使用，送粉量自動(dòng)調(diào)試功能實(shí)現(xiàn)需超聲波粉末密度檢測(cè)儀、計(jì)算機(jī)控制器、送粉器配合使用。

進(jìn)一步地，接觸式溫度傳感器、位于激光熔覆頭簡(jiǎn)體下端，鑲嵌于粉末腔體的外部。

進(jìn)一步地，超聲波粉末密度檢測(cè)儀位于激光熔覆頭簡(jiǎn)體下端，鑲嵌于粉末腔體，兩側(cè)成180°分布，上下錯(cuò)開(kāi)。

進(jìn)一步地，其部件結(jié)構(gòu)，是一體化裝置，其位置布局是根據(jù)各自功能特點(diǎn)和很好功能實(shí)現(xiàn)而設(shè)計(jì)的。

進(jìn)一步地，其功能實(shí)現(xiàn)都是在激光器正常工作的狀態(tài)下，由設(shè)定的程序通過(guò)計(jì)算機(jī)控制器自動(dòng)協(xié)調(diào)完成的。

進(jìn)一步地，其功能實(shí)現(xiàn)，是由接觸式傳感器檢測(cè)到熔覆頭實(shí)際溫度，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)設(shè)定的額定值作出判斷，實(shí)時(shí)下達(dá)指令，然后制冷機(jī)根據(jù)指令做出調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)其功能。

進(jìn)一步地，其功能實(shí)現(xiàn)，是由超聲波粉末密度檢測(cè)儀檢測(cè)腔體內(nèi)粉末密度，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)設(shè)定的公式自動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)化為送粉量值，與標(biāo)準(zhǔn)值比較后，作出判斷，實(shí)時(shí)下達(dá)指令，然后送粉器根據(jù)指令做出調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)其功能。

進(jìn)一步地，計(jì)算機(jī)控制器可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化，設(shè)定新的溫度額定值，從而消除環(huán)境溫度對(duì)熔覆頭影響。

進(jìn)一步地，計(jì)算機(jī)控制器可以根據(jù)不同粉末和實(shí)際表面質(zhì)量，設(shè)定新的送粉量標(biāo)準(zhǔn)值，從而達(dá)到最佳送粉狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該激光熔覆頭的設(shè)計(jì)發(fā)明，有效控制了送粉量，防止了積粉，堵塞熔覆頭，有效提高粉末利用率，大大降低粉末成本，并且，防止了過(guò)量粉末熔合不徹底，粘合在周邊形成氧化皮，很有效提高了表面質(zhì)量和熔合質(zhì)量；

2、該激光熔覆頭的設(shè)計(jì)發(fā)明，有效控制了熔覆頭光學(xué)器件的冷卻溫度，防止由于溫度過(guò)高而造成的光學(xué)組件的損壞。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明工作流程圖。

圖1中： 1——激光器；2——智能激光熔覆頭；3——計(jì)算機(jī)控制器；4——送粉器；5——制冷機(jī)；①——接觸式傳感器；7——超聲波粉末密度檢測(cè)儀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

參見(jiàn)圖1，一種溫度、送粉量可自動(dòng)調(diào)試智能激光熔覆頭及其功能實(shí)現(xiàn)方法。

一種溫度、送粉量可自動(dòng)調(diào)試智能激光熔覆頭，除包括基座套、聚焦鏡、聚焦鏡套、噴嘴芯、冷水套、保護(hù)鏡、簡(jiǎn)體等基本構(gòu)件外，還包括接觸式溫度傳感器①、超聲波粉末密度檢測(cè)儀②。其功能實(shí)現(xiàn)方法所需裝置，除智能激光熔覆頭2外，還包括激光器1、制冷機(jī)5、送粉器4、計(jì)算機(jī)控制器3在內(nèi)配合其特性來(lái)實(shí)現(xiàn)，形成一個(gè)實(shí)時(shí)有效的閉環(huán)系統(tǒng)。

一種溫度、送粉量可自動(dòng)調(diào)試智能激光熔覆頭的功能實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟：

a）智能激光熔覆頭2、激光器1、送粉器4、制冷機(jī)5都處于正常的工作狀態(tài)；

b)其溫度自動(dòng)調(diào)試功能實(shí)現(xiàn)方法，由接觸式傳感器①檢測(cè)到熔覆頭2實(shí)際溫度，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制器3，計(jì)算機(jī)控制器3根據(jù)設(shè)定的額定值作出判斷，實(shí)時(shí)下達(dá)指令，然后制冷機(jī)5根據(jù)指令做出調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)其功能；