[發明專利]一種中小直徑管道內壁激光熔覆裝置

在審

• 申請號: 201810835455.3
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN108642491A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 羅開玉;周陽
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于激光熔覆設備領域，特別是涉及一種中小直徑管道內壁激光熔覆裝置。它包括：光纖接頭、筒體、送粉嘴、熔覆頭、用來連接筒體和機械手臂的固定裝置和調節裝置，筒體包括激光通道、送粉管和水冷管，激光通道內沿激光前進方向依次設有準直鏡、保護鏡和聚焦鏡。光纖接頭與筒體左端固定連接，調節裝置包括固定設置在熔覆頭外壁頂端的第一小型電動伸縮桿機和右端的第二小型電動伸縮桿機，第一小型電動伸縮桿機和第二小型電動伸縮桿機的電動伸縮桿分別由熔覆頭頂端和右端外壁伸入熔覆頭內部與反射鏡兩端連接，控制兩個伸縮桿使反射鏡轉動，送粉嘴固定安裝在熔覆頭外壁底端。本發明解決了中小直徑管道內壁激光熔覆中，受到空間限制的問題。

技術領域

本發明屬于激光熔覆設備領域，特別是涉及一種中小直徑管道內壁激光熔覆裝置。

背景技術

在船舶、石油、采礦等制造業中，需要使用大量的管道，這些管道在使用過程中內壁會受到不同程度的磨損而影響其使用性能和壽命，因此增加管道內壁耐磨性、耐腐蝕性等性能是解決這一問題的關鍵。

激光熔覆技術作為一種材料表面改性的新技術，是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面放置選擇的涂層材料，經激光輻照使之和基體表面層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋層基底并與基體材料成冶金結合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等的工藝方法。其主要特征如下：(1)超快的熔凝速度(103～106℃/s)，因此其加工效率非常高，加工速度很快；(2)熔覆層與基體之間形成良好的冶金結合，熔覆層組織致密，熱影響區小且稀釋率低；(3)熔覆材料選擇多樣性，可根據不同的工程需求設計不同的合金比例，以便于有效控制熔覆過程中熔覆層的組織與性能；(4)激光熔覆屬于精細加工方法，可用于實現微小區域的局部加工，并且加工過程中與零件無直接接觸，不會對部件造成接觸損傷，便于實現加工過程的自動化控制。該技術已初步地用于管道的熔覆。

現階段激光熔覆技術只能熔覆大直徑的管道，而對于中小直徑的管道，主要是由于熔覆受到空間的限制，激光頭難以進入管道中，實現過程復雜，耗費較大，而且常規的激光熔覆加工頭激光在相對較遠的位置才開始聚焦，加工效率低且很容易損壞保護鏡，難以實現良好的加工質量。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，適應現實需要，提供一種中小直徑管道內壁激光熔覆裝置，解決了中小直徑管道內壁激光熔覆中，受到空間限制的問題，能夠實現直徑200mm的中小管道內壁的螺旋式激光熔覆加工。

一種中小直徑管道內壁激光熔覆的裝置，它由光纖接頭、筒體、送粉

嘴、熔覆頭、用來連接筒體和機械手臂的固定裝置、調節裝置和中央控制器組成，筒體包括激光通道、送粉管和水冷管，激光通道內沿激光前進方向依次設有準直鏡、保護鏡和聚焦鏡，所述光纖接頭與筒體左端固定連接，所述調節裝置包括固定設置在熔覆頭外壁頂端的第一小型電動伸縮桿機和右端的第二小型電動伸縮桿機，第一小型電動伸縮桿機的電動伸縮桿和第二小型電動伸縮桿機的電動伸縮桿分別由熔覆頭頂端和右端外壁伸入熔覆頭內部與反射鏡兩端連接，中央控制器控制兩個伸縮桿使反射鏡在5°～10°角度范圍內轉動，所述送粉嘴固定安裝在熔覆頭外壁底端。

其中固定裝置包括卡座、連接板和連接法蘭；所述卡座固定安裝在筒體外壁預置的凹槽中，并通過螺栓加以固定，所述連接板一端與卡座通過螺栓固定連接，所述連接板另一端與連接法蘭焊接連接，連接法蘭與機械手臂法蘭盤通過螺栓固定連接，連接法蘭與機械手臂同軸度為0.1；所述螺栓皆為標準件。

所述送粉管固定設置在筒體內部，送粉管通至熔覆頭內連接送粉嘴，激光熔覆前觀察送粉管和送粉嘴送粉是否通暢且均勻，激光熔覆時粉末在激光發射前5秒預置送出。

所述水冷管左右兩端外接水冷機，固定環繞設置在筒體內部，激光熔覆時水冷機工作，左端進水，右端出水，循環制冷。