[發(fā)明專利]一種多功能激光加工設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811372901.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109332875A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸鑫;宋海浩;郭敏;周瑞頂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/00
• 分類號(hào): B23K26/00;B23K26/12;B23K26/08;B23K26/70
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種多功能激光加工設(shè)備，包括真空室以及位于真空室內(nèi)的激光熔覆頭，所述真空室與一真空機(jī)組相連，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸機(jī)體、X軸左右運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸機(jī)體、Z軸上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸機(jī)體及Y軸前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述激光熔覆頭設(shè)置在Y軸前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，在所述Y軸機(jī)體上還設(shè)置有激光掃描振鏡頭和測(cè)溫頭；當(dāng)所述激光掃面振鏡頭執(zhí)行激光真空釬焊時(shí)，所述真空機(jī)組為真空室提供并維持高真空環(huán)境；當(dāng)所述激光熔覆頭執(zhí)行激光融化沉積成型時(shí)，所述真空機(jī)組先對(duì)真空室抽高真空，然后再向真空室內(nèi)沖入惰性氣體，提供惰性氣體保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明是一種既能在真空環(huán)境下激光加熱釬焊又能在惰性氣體環(huán)境下激光融化沉積成型的多功能激光加工設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光熔融焊接技術(shù)(Laser fusion welding technology)和激光熔化沉積制造技術(shù)(laser melting deposition manufacting)的多功能激光加工設(shè)備，屬于激光焊接和增材制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著航天航空、汽車(chē)等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，激光已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一員，尤其是在金屬焊接、切割、熔覆成型、表面處理等領(lǐng)域。隨之而來(lái)，激光釬焊在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用愈加廣泛，研究也不斷深入。實(shí)際生產(chǎn)中，傳統(tǒng)激光釬焊仍存在一些問(wèn)題，例如基材清潔不足，易出現(xiàn)氧化，影響焊縫強(qiáng)度和外觀光澤，精密零件的焊接溫度控制不精準(zhǔn)等。

激光融化沉積成型技術(shù)已經(jīng)趨于成熟化，隨著越來(lái)越多的成型件在航空航天領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，增材制造技術(shù)已經(jīng)逐步形成了產(chǎn)業(yè)規(guī)模化。但是制造成本始終是增材制造難以攻克的難題，包括高昂的硬件、軟件、材料、試驗(yàn)投入、人才培養(yǎng)等成本。我們不難發(fā)現(xiàn)激光融化沉積制造和激光加熱真空釬焊技術(shù)都需具備如下硬件特性：（1）激光發(fā)射源（2）冷卻系統(tǒng)（3）真空或惰性氣氛保護(hù)（4）運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而以上的硬件成本已經(jīng)占到了整套設(shè)備總成本的80%以上，往往企業(yè)或科研單位付出了高昂的硬件成本，只實(shí)現(xiàn)某一種激光加工功能，從而浪費(fèi)了大量資源。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)激光釬焊基材清潔不足，易出現(xiàn)氧化，影響焊縫強(qiáng)度和外觀光澤，精密零件的焊接溫度控制不精準(zhǔn)等問(wèn)題，為了減少單功能激光應(yīng)用設(shè)備制造成本，結(jié)合市場(chǎng)對(duì)多功能激光應(yīng)用的需求，充分利用物理資源。本發(fā)明提供了一種多功能激光加工設(shè)備，即真空環(huán)境下，激光釬焊，惰性氣氛環(huán)境下，激光融化沉積成型。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種多功能激光加工設(shè)備，包括真空室以及位于真空室內(nèi)的激光熔覆頭，所述真空室與一真空機(jī)組相連，所述激光熔覆頭固定在一移動(dòng)機(jī)構(gòu)上并在所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下在所述真空室內(nèi)移動(dòng)，其特征在于：所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸機(jī)體、X軸左右運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸機(jī)體、Z軸上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸機(jī)體及Y軸前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述X軸左右運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在X軸機(jī)體上，所述Z軸機(jī)體設(shè)置在X軸左右運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述Z軸上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在Z軸機(jī)體上，所述Y軸機(jī)體設(shè)置在Z軸上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述Y軸前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在Y軸機(jī)體上，所述激光熔覆頭設(shè)置在Y軸前后運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，在所述Y軸機(jī)體上還設(shè)置有激光掃描振鏡頭和測(cè)溫頭；當(dāng)所述激光掃面振鏡頭執(zhí)行激光真空釬焊時(shí)，所述真空機(jī)組為真空室提供并維持高真空環(huán)境；當(dāng)所述激光熔覆頭執(zhí)行激光融化沉積成型時(shí)，所述真空機(jī)組先對(duì)真空室抽高真空，然后再向真空室內(nèi)沖入惰性氣體，提供惰性氣體保護(hù)環(huán)境。

所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)為懸臂式五軸四聯(lián)動(dòng)機(jī)床，該懸臂式五軸四聯(lián)動(dòng)機(jī)床還包括固定底座、B軸機(jī)體、B軸擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、C軸機(jī)體、C軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及工作臺(tái)，所述B軸機(jī)體設(shè)置在固定底座上，所述B軸擺動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在B軸機(jī)體上，所述C軸機(jī)體設(shè)置在B軸擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述C軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在C軸機(jī)體上，所述工作臺(tái)設(shè)置在C軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。

所述測(cè)溫頭為比色測(cè)溫頭。

所述多功能激光加工設(shè)備還包括激光發(fā)射器，該激光發(fā)生器與所述激光熔覆頭和所述激光掃描振鏡頭連接。

所述多功能激光加工設(shè)備還包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括位于所述真空室內(nèi)的冷卻裝置。