[發明專利]應用于激光熔覆中的激光斷絲方法

有效

• 申請號: 201910294923.5
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110158076B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 傅戈雁;蔣偉偉;張吉平;梅有柱;吉紹山;石世宏
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

本發明涉及一種應用于激光熔覆中的激光斷絲方法，包括以下步驟：S1、提供工件、絲材和激光熔覆裝置，工件具有加工面，在加工面上進行激光熔覆，在熔覆過程中，采用負離焦量進行加工，具有位于加工面下方的焦點；S2、待一道熔覆層完成后，此時激光熔覆裝置的噴頭與熔覆層之間具有粘附的絲材，關閉激光熔覆裝置的送絲運動；S3、將激光熔覆裝置的噴頭向遠離加工面的方向移動，直至焦點位于加工面；S4、保持激光熔覆裝置繼續出光一定加載時間，直至完成斷絲。該激光斷絲方法采用工件對絲材的拉力和絲材的受熱共同作用實現斷絲，無需采用額外的裝置，且僅需1～1.5s即可完成斷絲，具有高效、低成本、高精度的特點，對同軸送絲激光熔覆的發展具有積極的影響。

技術領域

本發明涉及一種應用于激光熔覆中的激光斷絲方法，屬于激光熔覆技術領域。

背景技術

激光同軸送絲熔覆技術在整個激光3D打印行業中具有極大的應用潛力。相較于常見的粉材，絲材具有材料利用率達到100％，環境污染小，熔覆效率高，適用惡劣工況等優勢。其次，同軸送絲由于光絲同軸使得加工過程中絲材在圓周方向均勻受熱，相較側向送絲的單邊受熱，形成的熔池對流更充分，熔道更為飽滿平整，在三維成形中更具優勢。

由于連續的激光熔覆產生的熱積累和熱應力非常大。實際多層熔覆過程中常將需要停光冷卻，或者改變掃描策略，例如往復式掃描或者是同向掃描。熔覆完畢時絲材是和基材是粘附在一起的，故需要進行斷絲處理。目前同軸送絲熔覆還沒有公布有效的斷絲方法。中國專利CN201110345381.3在激光焊接中提出一種激光斷絲方法，但上述方法每次斷絲需要將光頭移到加工面外，送絲機持續送絲，直到運動到加工面外側才停止，激光器發生斷絲。上述方法的弊端在于每次斷絲都要移出加工面影響加工效率，并且焊接結束處有絲材殘留，當進行三維成形時易造成焊料堆積，影響成形精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于激光熔覆中的高效、低成本、高精度的激光斷絲方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種應用于激光熔覆中的激光斷絲方法，包括以下步驟：

S1、提供工件、絲材和激光熔覆裝置，所述工件具有加工面，在所述加工面上進行激光熔覆，在熔覆過程中，采用負離焦量進行加工，具有位于所述加工面下方的焦點；

S2、待一道熔覆層完成后，此時所述激光熔覆裝置的噴頭與熔覆層之間具有粘附的絲材，關閉所述激光熔覆裝置的送絲運動；

S3、將所述激光熔覆裝置的噴頭向遠離所述加工面的方向移動，直至所述焦點位于所述加工面；

S4、保持所述激光熔覆裝置繼續出光一定加載時間，直至完成斷絲。

進一步地，步驟S3中，將所述激光熔覆裝置的噴頭沿所述加工面的法線方向向遠離所述加工面的方向移動。

進一步地，步驟S2至S4中，保證所述激光熔覆裝置出光不斷。

進一步地，所述加載時間的量綱級別為0.1s。

進一步地，所述負離焦量的值為1.5～5mm。

進一步地，步驟S3中，所述噴頭的移動速度為2～10mm/s。

進一步地，所述激光熔覆為同軸送絲激光熔覆。

進一步地，所述激光斷絲方法依靠所述工件對絲材的拉力以及所述激光熔覆裝置的熱作用完成。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明的應用于激光熔覆中的激光斷絲方法采用工件對絲材的拉力和絲材的受熱共同作用實現斷絲，無需采用額外的裝置，且僅需1～1.5s即可完成斷絲，具有高效、低成本、高精度的特點，對同軸送絲激光熔覆的發展具有積極的影響。