[發(fā)明專利]用于激光送絲熔覆成形的超聲振動復(fù)合送絲裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111621703.2
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114214621A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚喆赫;陳健;姚建華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C23C26/02
• 分類號: C23C26/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;楊東煒

1.用于激光送絲熔覆成形的超聲振動復(fù)合送絲裝置，其特征在于：包括平臺移動機構(gòu)(1)、激光工作機構(gòu)(4)、送絲機構(gòu)(5)、超聲振動機構(gòu)(8)和平臺控制中心(7)；

所述平臺移動機構(gòu)(1)是可移動平臺，可移動平臺與平臺控制中心(7)電連接，平臺控制中心(7)控制可移動平臺的移動距離、方向及速度；可移動平臺上固定有工件(2)，工件(2)的上方設(shè)有激光工作機構(gòu)(4)和絲材(6)；

所述激光工作機構(gòu)(4)包括激光熔覆頭和連接桿，連接桿為空心圓柱結(jié)構(gòu)，空心圓柱結(jié)構(gòu)用于激光能量傳輸；連接桿的底部連接有激光熔覆頭，激光熔覆頭豎向垂直于工件上方，激光熔覆頭發(fā)出激光對工件(2)進行熔覆加工；激光熔覆頭還通過管路連接氬氣保護瓶(3)，氬氣保護瓶(3)內(nèi)的保護氣通過管路從熔覆頭向下輸出；

所述送絲機構(gòu)(5)包括導(dǎo)絲管(5-1)和送絲噴嘴(5-2)，導(dǎo)絲管(5-1)的末端連接送絲噴嘴(5-2)，絲材(6)卷繞在圓盤上，圓盤由電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動將絲材(6)往前輸送；絲材(6)通過導(dǎo)絲管進入送絲噴嘴(5-2)，再由送絲噴嘴(5-2)導(dǎo)出；

所述超聲振動機構(gòu)(8)設(shè)置在送絲噴嘴(5-2)內(nèi)且位于絲材(6)的兩側(cè)，超聲振動機構(gòu)(8)包括外殼(8-1)、匹配層(8-5)、壓電陶瓷圓盤換能器(8-3)、背襯(8-2)、引出電纜(8-6)和Cymbal陣列接收器(8-4)，外殼(8-1)內(nèi)的底部設(shè)有背襯(8-2)，背襯(8-2)的上方依次設(shè)有電陶瓷圓盤換能器(8-3)、Cymbal陣列接收器(8-4)和匹配層(8-5)，Cymbal陣列接收器(8-4)的引出電纜(8-6)通過送絲噴嘴(5-2)的側(cè)壁導(dǎo)出與交變式電源相連；壓電陶瓷圓盤換能器(8-3)用作基本的超聲波換能器，由它發(fā)射和接收超聲波信號；Cymbal陣列接收器(8-4)作為超聲波接收器，用于接收壓電陶瓷圓盤換能器(8-3)頻帶之外的多普勒回波信號。

2.基于權(quán)利要求1所述的用于激光送絲熔覆成形的超聲振動復(fù)合送絲裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)用粗砂紙打磨工件試樣表面，并用乙醇擦拭表面，去除表面油污，用吹風(fēng)機吹干放入烘箱干燥備用；

(2)將工件試樣固定于平臺移動機構(gòu)上；

(3)將所需熔覆的絲材裝入送絲機構(gòu)，進行預(yù)送絲，將絲材經(jīng)送絲導(dǎo)嘴至熔覆工件表面，停止送絲；

(4)打開交變式驅(qū)動電源，調(diào)節(jié)功率，驅(qū)動超聲振動機構(gòu)工作，使絲材產(chǎn)生受迫振動；

(5)調(diào)節(jié)平臺移動機構(gòu)，設(shè)定其移動速度及方向；

(6)打開平臺移動機構(gòu)、送絲機構(gòu)、激光工作機構(gòu)，對工件試樣表面進行激光熔覆加工，單道熔覆，在加工過程中同時開啟氬氣保護瓶，通過從熔覆頭中輸出保護氣對熔池進行保護，直至熔覆完成；

(7)完成振動復(fù)合激光送絲熔覆成形過程，停止送絲，關(guān)閉激光器、保護氣瓶、平臺移動機構(gòu)、送絲機構(gòu)、激光工作機構(gòu)。