[發(fā)明專利]一種多光束環(huán)繞中心送絲激光熔覆裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110866475.9
• 申請(qǐng)日: 2021-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN113699525A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓媛;段開椋;馬寶田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西中科中美激光科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C26/02
• 分類號(hào): C23C26/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

本發(fā)明涉及一種多光束環(huán)繞中心送絲激光熔覆裝置，以解決目前激光熔覆時(shí)采用金屬絲側(cè)面送絲會(huì)導(dǎo)致絲材表面受激光能量分布不均勻，而采用多個(gè)反射鏡進(jìn)行激光光束匯聚的中心送絲的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不穩(wěn)定的技術(shù)問題。該裝置包括激光系統(tǒng)和激光熔覆頭系統(tǒng)；激光系統(tǒng)包括激光發(fā)生器和多個(gè)激光輸出頭；激光熔覆頭系統(tǒng)包括送絲管和熔覆頭；送絲管，用于固定絲材；熔覆頭，包括絲材通道和環(huán)繞絲材通道圓周均布的多個(gè)激光通道；激光通道與激光輸出頭連接；送絲管穿設(shè)于所述絲材通道；絲材通道的延伸線與所述多個(gè)激光通道的延伸線交匯于熔覆頭下方同一點(diǎn)。本發(fā)明提供的裝置絲材受熱均勻，激光熔覆加工質(zhì)量高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光熔覆裝置，具體涉及一種多光束環(huán)繞中心送絲激光熔覆裝置。

背景技術(shù)

激光熔覆加工技術(shù)是指利用激光能量將具有特殊性能的金屬材料進(jìn)行加熱融化，熔融后的材料均勻的涂覆在保護(hù)基體的表層，從而增強(qiáng)基體的使用性能、延長使用時(shí)間、節(jié)約成本等。

目前市場上激光熔覆加工選取的金屬材料一般為具有耐磨、防腐、耐高溫等特殊性能的金屬粉，比如鐵基粉、鎳基粉、鈷基粉等，加工過程中需要先將粉末提前進(jìn)行烘干除濕氣，然后通過送粉器將金屬粉沿著特定的通道進(jìn)行輸送。激光熔覆加工的送粉方式可分為預(yù)置式送粉和同步送粉兩類，其中同步式送粉需要采用氣流輔助，確保粉末的流動(dòng)性和一定的粉流速度。

使用金屬粉末進(jìn)行激光熔覆時(shí)，受粉末自身特性及送粉通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，在實(shí)際加工中存有問題：(1)金屬粉末在輸送過程中，受粉末球形度、干燥度，送粉氣流、粉流通道結(jié)構(gòu)等因素影響容易出現(xiàn)堵粉粘粉，表現(xiàn)為送粉管或者送粉通道堵粉不暢通、出粉口粘粉結(jié)球堵塞，時(shí)常需要停機(jī)檢查，嚴(yán)重情況下需要更換送粉頭。(2)加工過程中部分金屬粉末與基體表面碰撞發(fā)生彈射無法充分有效利用，且容易造成周邊環(huán)境的粉塵污染，也增大了加工工藝成本。(3)金屬粉末制備流程工藝相對(duì)比較復(fù)雜，粉末售價(jià)較高，以普通的耐腐鐵基粉JG-8為例，一平米的激光熔覆加工成本中(水電耗材人工費(fèi)等)，金屬粉末采購成本占整體費(fèi)用的80％。

公開號(hào)為：CN 112372141 A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)中采用側(cè)面送絲的方式，將送絲嘴與激光熔覆頭的中心設(shè)計(jì)形成一定的夾角，實(shí)現(xiàn)了金屬絲材替代金屬粉用于激光熔覆工藝。但是該專利公開的的送絲方式的主要缺點(diǎn)在于：絲材以一定角度從激光光束外部一側(cè)送入，絲材表面受到的激光能量分布不均勻，絲材在熔池內(nèi)所得到能量不同，從而激光熔池凝固的形狀，表面粗糙度等不同，大大影響工件的熔覆加工質(zhì)量。

公開號(hào)為：CN104289811 A的中國發(fā)明專利中公開了一種采用多個(gè)反射鏡進(jìn)行光束方向匯聚的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中心送絲，但是該專利公開的方式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，穩(wěn)定性差，不利于工業(yè)中廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于解決目前激光熔覆時(shí)采用金屬絲側(cè)面送絲會(huì)導(dǎo)致絲材表面受激光能量分布不均勻影響激光熔覆加工的質(zhì)量，而采用多個(gè)反射鏡進(jìn)行激光光束匯聚的中心送絲裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不穩(wěn)定的技術(shù)問題，提出一種多光束環(huán)繞中心送絲激光熔覆裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供一種多光束環(huán)繞中心送絲激光熔覆裝置，其特殊之處在于：該裝置包括激光系統(tǒng)和激光熔覆頭系統(tǒng)；

所述激光系統(tǒng)包括激光發(fā)生器和多個(gè)激光輸出頭；

所述激光發(fā)生器包括電模塊和多個(gè)光模塊；所述電模塊與多個(gè)光模塊一端連接，光模塊與激光輸出頭數(shù)量相同且所述多個(gè)光模塊另一端與多個(gè)激光輸出頭一一對(duì)應(yīng)連接；

所述激光熔覆頭系統(tǒng)包括送絲管和熔覆頭；

所述送絲管，用于固定絲材；

所述熔覆頭，包括絲材通道和環(huán)繞絲材通道圓周均布的多個(gè)激光通道；

所述多個(gè)激光通道與多個(gè)激光輸出頭一一對(duì)應(yīng)連接；

所述送絲管穿設(shè)于所述絲材通道；