[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)及其熔覆方法

在審

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• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112899679A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉二勇;杜雙明;張杰;蔡輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

1.一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：包括旋轉(zhuǎn)主軸（3）和從上到下依次設(shè)置的固定外軸一（1）、固定外軸二（21）和固定外軸三（5）；

所述的旋轉(zhuǎn)主軸（3）垂直穿設(shè)于固定外軸一（1）、固定外軸二和固定外軸三（5），旋轉(zhuǎn)主軸（3）為上部敞口的中空結(jié)構(gòu)，下部圓周壁上設(shè)置有出口（22），旋轉(zhuǎn)主軸（3）的軸線位置設(shè)置有L型光束路徑（4），L型光束路徑（4）光束入口與激光器（13）連接，L型光束路徑（4）的出口伸出于旋轉(zhuǎn)主軸（3）的出口（22），L型光束路徑（4）的折彎處設(shè)置有銅反射鏡（8），所述的L型光束路徑（4）的上部設(shè)置有準直鏡片（10），中部設(shè)置有聚焦鏡片（9）；

所述的固定外軸三（5）上均布設(shè)置有粉路入口（18），圍繞L型光束路徑（4）的中部設(shè)置有一圈柱狀送粉通道（19），每個送粉通道（19）的外側(cè)壁上設(shè)置有與粉路入口（18）相通的孔，送粉通道（19）的出口與L型光束路徑（4）的激光焦點位置（15）重合；

旋轉(zhuǎn)主軸（3）內(nèi)還設(shè)置有送水路徑（24），水路的送水口（26）和出水口（6）設(shè)置于固定外軸二（21）上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述的固定外軸一（1）上通過QBH光纖連接件（11）設(shè)置有光纖（12），光纖連接激光器（13）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述的固定外軸一（1）與旋轉(zhuǎn)主軸（3）之間通過圓錐滾子軸承（2）連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)主軸（3）與電動機（16）連接，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述的送水路徑（24）設(shè)置于送粉通道（19）與旋轉(zhuǎn)主軸（3）的外壁之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)主軸（3）和固定外軸二（5）之間設(shè)置有密封件（7）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)主軸（3）與固定外軸二（21）之間設(shè)置有防滑墊片（23）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，其特征在于：所述的L型光束路徑（4）的短邊出口處上設(shè)置有保護鏡片（20）。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)的熔覆方法，其特征在于：步驟為：

1）啟動冷水機（25），將冷卻水送到激光與粉末出口（22）即循環(huán)水處；

2）將旋轉(zhuǎn)主軸（3）放入工件（17）中，將工件（17）所要加工的加工面對準激光焦點位置（15）；

3）啟動電動機（16），電機運行穩(wěn)定后帶動旋轉(zhuǎn)主軸（3）開始旋轉(zhuǎn)；

4）啟動送粉器（14），通過送粉路徑（6）將粉末送到激光的焦點位置（15）；

5）啟動激光器（13），通過光纖（12）和QBH光纖連接件（11）將高能激光束導(dǎo)入光束路徑（4），光束依次通過準直鏡片（10）、聚焦鏡片（9）和銅反射鏡（8）和保護鏡片（20）將高能激光束傳輸至設(shè)定的焦點位置（15），實現(xiàn)粉末在加工工件（17）表面的熔融；

6）上下移動旋轉(zhuǎn)激光熔覆系統(tǒng)，完成工件的內(nèi)表面強化處理。