[发明专利]一种平板工件预置粉激光熔覆的粉末厚度控制法

说明书

本发明为一种用于控制平板工件预置粉激光熔覆的粉末厚度的压板及方法，通过制作一个简易压板，结合千分尺测量，使得预置粉末厚度和熔覆层的厚度均可以通过压板厚度、工件厚度及工件与压板的表观厚度间接测量出来，从而可以实现多次预置粉操作并保证厚度可测可控。该方法同时具有压实粉末、增加粉末紧实度的有益效果。

技术领域

本发明属于表面再制造工程技术领域，涉及一种用于控制平板工件预置粉激光熔覆的粉末厚度的装置及方法。

背景技术

激光熔覆是当前研究较多的一种表面工程技术。该技术主要是通过往工件表面熔覆一层高性能合金，从而达到增强工件耐磨性、耐腐蚀性等性能，延长使用寿命的目的。通过多次累加熔覆，熔覆层的厚度可以达到1毫米甚至若干毫米。

一般来说，激光熔覆设备均带有同步送粉装置。通过同步送粉装置，可以通过保护气体将粉末送到工件表面，同时激光同步照射在工件表面上，实现“边送粉、边熔覆”的效果。其原理如图1所示。值得一提的是，同步送粉对合金粉末的粒度、球化率均有严格的要求，否则容易堵塞通道，造成同步送粉无法进行。有些合金粉末，由于自身特性的原因，无法获得适合激光熔覆的粒度及球化率，因此，不适合同步送粉。

对于上述不适合同步送粉的合金粉末，一般采用预置粉(其含义为预先将合金粉末置放在工件表面)的方法进行激光熔覆。其实际操作为将粉末平铺在工件表面，然后采用激光按照一定的前进速度逐步照射的方式，实现工件表面激光熔覆的目的。其原理示意图如图2所示。

在预置粉激光熔覆中，预置粉的厚度不能过厚，否则容易导致激光熔覆不充分，影响合金熔化。熔覆厚度与激光器功率有很大关系，以2kW激光器为例，其预置粉厚度一般以0.5mm左右为宜。但是在预置粉的过程中，如何保证粉末的厚度可控(比如控制在0.5mm左右)，是一个需要解决的问题。因为厚度较小，如果仅仅用眼睛观察，则无法保证精度，另外由于是比较细的粉末，摊涂均匀性也无法保证，因此用尺子卡量也难以实现。

以上述问题为背景，本发明介绍一种针对平板工件的预置粉厚度控制法，该方法同时具有压实粉末、增加粉末紧实度的有益效果。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术问题，提供一种控制平板工件预置粉激光熔覆粉末厚度的装置及方法，通过制作一种带有可调长度限位杆(蝶形螺钉)的压板工具，实现对平板工件预置粉厚度的快速简易控制。

本发明技术方案是这样得以实现的：

本发明首先提供了一种用于控制平板工件预置粉激光熔覆粉末厚度的压板，其特征在于：所述压板主要由一块表面经过抛光的钢板组成，所述钢板的四角分别设置有一个通孔，采用蝶形螺钉与通孔匹配；通过手工操作所述蝶形螺钉，螺钉在钢板下表面伸出一定长度，利用所述一定长度控制预置粉激光熔覆粉末厚度。

本发明还提供了一种平板工件预置粉激光熔覆方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：制作压板，并测量压板厚度hy及工件厚度hg；

所述压板主要由一块经过抛光的钢板组成，所述钢板的四角分别设置有一个通孔，采用蝶形螺钉与通孔匹配；

第二步：将压板放在工件上，调整压板四角的蝶形螺钉，测量调整过程中压板与工件的总表观厚度H，压板与工件的总表观厚度表示压板上表面与工件下表面的距离，则有工件与压板间距δ＝H-(hy+hg)；

第三步：当δ达到目标单次熔覆厚度时停止调整蝶形螺钉；

第四步：在调节好工件与压板间距之后，拿开压板，将粉末相对均匀铺设在工件表面，为了保证预置粉的厚度，铺设厚度大于目标单次熔覆厚度；随后将压板再次压在工件上，轻轻旋转压板，通过压力将多余的预置粉压除，直至螺钉接触到工件；

第五步：拿开压板，进行激光熔覆。