[發(fā)明專利]一種細(xì)長型工件的激光熔覆裝置及激光熔覆方法

有效

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• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111809179B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林學(xué)春;農(nóng)光壹;林培晨;杭駿祥
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇智遠(yuǎn)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 32286
• 代理人: 王子瑜

本發(fā)明公開了一種細(xì)長型工件的激光熔覆裝置及激光熔覆方法，包括夾爪、頂針、伸縮預(yù)熱套筒、激光熔覆嘴、第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌；夾爪和頂針夾持工件兩端；激光熔覆嘴在第一導(dǎo)軌上滑動(dòng)；伸縮預(yù)熱套筒包括多節(jié)自夾爪向頂針方向直徑依次減小的加熱筒；最大直徑的加熱筒通過第一支架滑動(dòng)連接在第一導(dǎo)軌，最小直徑的加熱筒通過第二支架滑動(dòng)連接在第二導(dǎo)軌；伸縮預(yù)熱套筒隨著激光熔覆嘴的移動(dòng)，同步移動(dòng)并收縮，使工件在激光熔覆前始終保持預(yù)熱狀態(tài)；在工件激光熔覆完成后，伸縮預(yù)熱套筒反向移動(dòng)并拉伸，使工件進(jìn)行熱處理；先裝夾再預(yù)熱，保護(hù)工人操作過程的安全；工件預(yù)熱和熱處理，能夠有效控制熔覆層的殘余應(yīng)力，減少裂紋損傷，提高激光熔覆質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光熔覆技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種細(xì)長型工件的激光熔覆裝置及激光熔覆方法。

背景技術(shù)

激光熔覆技術(shù)是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面上放置選擇的涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結(jié)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、抗氧化及電器特性等的工藝方法。

工件在進(jìn)行激光熔覆前需要進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱效果的好壞一定程度上決定了加工成型后的質(zhì)量；現(xiàn)有技術(shù)中對于工件都是先進(jìn)行預(yù)熱，然后利用夾具、激光熔覆頭配合使用完成對工件表面的熔覆；利用此種方式操作存在以下弊端，一是預(yù)熱后的工件裝夾時(shí)，有可能導(dǎo)致因?yàn)闇囟冗^高對人員造成人身傷害；二是預(yù)熱后的工件裝夾以后，因?yàn)橥饨鐪囟鹊挠绊?，進(jìn)行激光熔覆處理時(shí)工件的溫度差別較大，造成同一批產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量差別也較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是：提供一種細(xì)長型工件的激光熔覆裝置及激光熔覆方法，能夠解決上述背景技術(shù)提到的問題。

為了解決上述的主要技術(shù)問題采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種細(xì)長型工件的激光熔覆裝置，包括夾爪、頂針、伸縮預(yù)熱套筒、激光熔覆嘴、第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌；所述夾爪和頂針夾持工件的兩端；所述伸縮預(yù)熱套筒套在工件外側(cè)且能夠移動(dòng)至頂針的外側(cè)；所述激光熔覆嘴在第一導(dǎo)軌上滑動(dòng)且位于伸縮預(yù)熱套筒與夾爪之間；所述第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌錯(cuò)位設(shè)置；所述伸縮預(yù)熱套筒包括多節(jié)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(dòng)連接在第一導(dǎo)軌，與頂針相鄰的加熱筒通過第二支架滑動(dòng)連接在第二導(dǎo)軌；直徑大的加熱筒能夠在第一支架的移動(dòng)作用下滑動(dòng)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(shè)置；與夾爪相鄰加熱筒的靠近夾爪側(cè)設(shè)置有距離發(fā)射器；所述第二導(dǎo)軌的靠近夾爪端設(shè)置有能夠接收距離發(fā)射器信號并發(fā)出指令的距離感應(yīng)器；所述距離感應(yīng)器控制第二支架的移動(dòng)且第二支架的移動(dòng)速度與第一支架的移動(dòng)速度一致。

優(yōu)選地，熔覆段長度小于500mm時(shí)，伸縮預(yù)熱套筒有兩節(jié)加熱筒；熔覆段長度在500-1000mm時(shí)，伸縮預(yù)熱套筒有三節(jié)加熱筒；熔覆段長度大于1000mm時(shí)，每增加500mm增加一節(jié)加熱筒。

優(yōu)選地，所述加熱筒是納米紅外節(jié)能電熱圈；每一節(jié)的加熱筒對應(yīng)一個(gè)加熱開關(guān)；所述加熱筒包括納米紅外加熱管、兩個(gè)半環(huán)、固定組件；所述兩個(gè)半環(huán)通過合頁鉸接；所述固定組件位于合頁的相對側(cè)且可拆卸的將兩個(gè)半環(huán)固定為環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述固定組件位于加熱筒軸向的中間部分；在多節(jié)加熱筒重疊后，多節(jié)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(gè)且兩個(gè)半環(huán)的納米紅外加熱管相對分布；所述半環(huán)包括自內(nèi)向外依次設(shè)置的反射層、隔熱層、不銹鋼外殼層。

優(yōu)選地，所述加熱筒的軸向設(shè)置有能夠使固定組件穿過的開口；所述加熱筒的內(nèi)壁設(shè)置有沿著加熱筒軸向延伸的耐高溫的滑條，外壁設(shè)置有能夠使滑條滑動(dòng)的滑槽；在半環(huán)的徑向方向上，所述滑條邊緣至半環(huán)圓心的距離大于納米紅外加熱管邊緣至半環(huán)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(jié)加熱筒有重合部分；在工作狀態(tài)，加熱筒與其相鄰的加熱筒始終保持相連。