[實用新型]基于電磁感應加熱的激光快速熔覆裝置

有效

• 申請號: 201922108133.1
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN211311592U
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 陳智君;蔡仲堯;楊寒;張群莉;姚建華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;H05B6/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

基于電磁感應加熱的激光快速熔覆裝置，包括激光出光系統，激光出光系統包括安裝筒、擋板，擋板連接安裝筒下方，安裝筒內裝有冷卻裝置，中心內孔貫通安裝筒、擋板；平行光束通過的所述的中心內孔的軸線，中心內孔的出光口對準工件表面；擋板安裝粉末輸送管，粉末輸送管傾斜于中心內孔的軸線；中心內孔在臨近出光口處安裝有凸透鏡，粉末輸送管的軸心線與中心內孔的軸心線相交于凸透鏡的聚焦點，凸透鏡的聚焦點設置在工件表面；粉末輸送管上安裝有電阻線圈。本實用新型的優點是：可以實現低功率激光熔覆制備界面結合力強、質量高、稀釋率低的熔覆層。

技術領域

本實用新型涉及一種基于電磁感應加熱的激光快速熔覆裝置。

背景技術

激光熔覆是一種新的表面改性技術。原理是通過激光照射將熔覆材料熔化在基體表面上，使得熔覆材料與基體形成冶金結合。并在基體表面形成一層具有特殊性能的涂層，從而提高零部件的使用壽命。與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點，因此激光熔覆技術應用前景十分廣闊。

激光功率越大，熔化的熔覆金屬量越多，產生氣孔的概率越大。根據比能量Es公式：Es＝P/(DV)激光功率P、光斑直徑D和掃描速度V，當掃描速度和光斑直徑一定時，熔覆層稀釋率隨激光束功率增大而增大，熔覆層深度將逐步增加。當熔覆層深度達到極限后，熔覆過程中的等離子體會隨著功率的增加而增大，基體表面溫度升高，變形和開裂現象加劇。然而，激光功率過小，僅表面涂層融化，基體難以熔化，此時熔覆層表面出現局部起球、空洞等，冶金結合差，達不到熔覆目的。

因此，實現低功率條件下激光熔覆，制備界面結合力強、質量高，稀釋率低的熔覆層。則需要一種新的快速熔覆工藝及裝置，本實用新型針對低功率激光熔覆提出一種基于電磁感應加熱的激光快速熔覆工藝及裝置

發明內容

為解決低功率激光熔覆出現熔覆層表面出現局部起球、空洞、冶金結合不良等問題，高功率激光熔覆稀釋率大、變形和開裂現象加劇的問題，本實用新型提供了一種基于電磁感應加熱的激光快速熔覆裝置。

本實用新型通過凸透鏡將激光器產生的平行光聚焦，電阻加熱裝置預熱粉末，再進行激光熔覆，從而實現低功率條件下激光熔覆，制備界面結合力強、質量高，稀釋率低的熔覆層。

基于電磁感應加熱的激光快速熔覆裝置，其特征在于：包括激光出光系統，激光出光系統包括安裝筒3、擋板4，擋板4連接安裝筒 3下方，安裝筒3內裝有冷卻裝置2，中心內孔1貫通安裝筒3、擋板4；平行光束12通過的所述的中心內孔1的軸線，中心內孔1的出光口7對準工件表面；擋板4安裝粉末輸送管10，粉末輸送管10 傾斜于中心內孔1的軸線；中心內孔1在臨近出光口7處安裝有凸透鏡5，粉末輸送管10的軸心線與中心內孔1的軸心線相交于凸透鏡5 的聚焦點，凸透鏡5的聚焦點設置在工件表面；粉末輸送管10上安裝有電阻線圈9。

優選地，擋板4上沿周向均布有多個粉末輸送管10。

本實用新型的激光出光系統1的出光口設有凸透鏡5，將出光系統1產生的平行光束12聚焦，粉末輸送管10與凸透鏡5聚焦的光匯集于一點，經過加熱裝置11預熱的粉末再通過激光作用使粉末8與工件6熔化，形成良好的冶金結合。

本實用新型的優點是：可以實現低功率激光熔覆制備界面結合力強、質量高、稀釋率低的熔覆層。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1為本實用新型的裝置結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。