[發明專利]一種細長型工件的激光熔覆裝置及激光熔覆方法

有效

• 申請號: 202010783400.X
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111809179B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 林學春;農光壹;林培晨;杭駿祥
• 申請（專利權）人: 江蘇智遠激光裝備科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司 32286
• 代理人: 王子瑜

1.一種細長型工件的激光熔覆裝置，其特征在于：包括夾爪、頂針、伸縮預熱套筒、激光熔覆嘴、第一導軌和第二導軌；所述夾爪和頂針夾持工件的兩端；所述伸縮預熱套筒套在工件外側且能夠移動至頂針的外側；所述激光熔覆嘴在第一導軌上滑動且位于伸縮預熱套筒與夾爪之間；所述第一導軌和第二導軌錯位設置；所述伸縮預熱套筒包括多節自夾爪向頂針方向直徑依次減小的加熱筒；與夾爪相鄰的加熱筒通過第一支架滑動連接在第一導軌，與頂針相鄰的加熱筒通過第二支架滑動連接在第二導軌；直徑大的加熱筒能夠在第一支架的移動作用下滑動至與其相鄰的直徑小的加熱筒外表面；所述第二支架靠近加熱筒緊挨頂針的端面設置；與夾爪相鄰加熱筒的靠近夾爪側設置有距離發射器；所述第二導軌的靠近夾爪端設置有能夠接收距離發射器信號并發出指令的距離感應器；所述距離感應器控制第二支架的移動且第二支架的移動速度與第一支架的移動速度一致；熔覆段長度小于500mm時，伸縮預熱套筒有兩節加熱筒；熔覆段長度在500-1000mm時，伸縮預熱套筒有三節加熱筒；熔覆段長度大于1000mm時，每增加500mm增加一節加熱筒；

所述加熱筒是納米紅外節能電熱圈；每一節的加熱筒對應一個加熱開關；所述加熱筒包括納米紅外加熱管、兩個半環、固定組件；所述兩個半環通過合頁鉸接；所述固定組件位于合頁的相對側且可拆卸的將兩個半環固定為環形結構；所述固定組件位于加熱筒軸向的中間部分；在多節加熱筒重疊后，多節加熱筒的固定組件成直線依次分布；所述納米紅外加熱管有多個且兩個半環的納米紅外加熱管相對分布；所述半環包括自內向外依次設置的反射層、隔熱層、不銹鋼外殼層；所述加熱筒的軸向設置有能夠使固定組件穿過的開口；所述加熱筒的內壁設置有沿著加熱筒軸向延伸的耐高溫的滑條，外壁設置有能夠使滑條滑動的滑槽；在半環的徑向方向上，所述滑條邊緣至半環圓心的距離大于納米紅外加熱管邊緣至半環圓心的距離；所述滑條位于兩組納米紅外加熱管之間；相鄰的兩節加熱筒有重合部分；在工作狀態，加熱筒與其相鄰的加熱筒始終保持相連；所述滑條是“T”形結構且大徑端靠近頂針；所述滑槽的靠近夾爪側可拆卸的連接有擋塊；所述擋塊設置有僅能夠使滑條小徑端來回滑動的通孔；所述滑條有兩個，一個靠近合頁，另一個靠近固定組件；所述擋塊是倒“U”形；所述滑槽的靠近夾爪側設置有長度方向為滑槽深度方向的卡槽；所述擋塊可拆卸的插進卡槽內。

2.根據權利要求1所述的一種細長型工件的激光熔覆裝置，其特征在于：所述第一支架、第二支架均包括抱箍和連接臂；所述抱箍和連接臂固定連接；所述連接臂滑動連接在第一導軌或者第二導軌；所述抱箍固定在加熱筒的外周。

3.根據權利要求1所述的一種細長型工件的激光熔覆裝置，其特征在于：所述頂針的尾座體外側套設有支撐機構；所述支撐機構包括支撐套筒和固定在支撐套筒遠離頂針端部的L形支撐桿；所述支撐套筒固定在頂針尾座體的外側；所述支撐套筒的外徑小于任意一節加熱筒的內徑；所述第一導軌和支撐桿固定在地面，第二導軌固定在機架。

4.根據權利要求1-3所述的任意一項細長型工件的激光熔覆裝置的激光熔覆方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將伸縮預熱套筒的多節加熱筒重疊套合并移動至支撐套筒外側；將工件裝夾在夾爪和頂針之間；將伸縮預熱套筒的多節加熱筒拉伸并將工件包圍在內側；

S2：夾爪在動力驅動下帶著工件旋轉，伸縮預熱套筒對工件進行預熱后保持恒溫；

S3：第一導軌的激光熔覆嘴和第一支架同時向頂針所在方向移動，在移動過程中，激光熔覆嘴同步開始對工件進行涂覆；隨著第一支架在夾爪到頂針的移動中，多節加熱筒收縮重疊，當最大直徑的加熱筒移動至最小直徑加熱筒的表面后，伸縮預熱套筒停止加熱；當距離感應器接收到距離發射器的信號后，第二支架開始移動且移動速度與第一支架速度一致；當激光熔覆嘴完成對工件熔覆段的熔覆后，第一支架、第二支架、激光熔覆嘴的移動停止，熔覆工作完成進行下一工序。

5.根據權利要求4所述的一種細長型工件的激光熔覆方法，其特征在于：S3步驟中的下一工序指的是熱處理工序；熱處理工序包括以下步驟：

第一支架、第二支架、激光熔覆嘴反向移動；當距離感應器接再次收到距離發射器的信號后，第二支架停止移動；第一支架和激光熔覆嘴繼續移動直至最大直徑的加熱筒套設在工件的夾爪側；當第一支架停止運動后，伸縮預熱套筒開始加熱對激光熔覆后的工件進行熱處理；熱處理一定時間后停止加熱，自然冷卻后取下工件。