[发明专利]一种中小直径管道内壁激光熔覆装置

说明书

本发明属于激光熔覆设备领域，特别是涉及一种中小直径管道内壁激光熔覆装置。它包括：光纤接头、筒体、送粉嘴、熔覆头、用来连接筒体和机械手臂的固定装置和调节装置，筒体包括激光通道、送粉管和水冷管，激光通道内沿激光前进方向依次设有准直镜、保护镜和聚焦镜。光纤接头与筒体左端固定连接，调节装置包括固定设置在熔覆头外壁顶端的第一小型电动伸缩杆机和右端的第二小型电动伸缩杆机，第一小型电动伸缩杆机和第二小型电动伸缩杆机的电动伸缩杆分别由熔覆头顶端和右端外壁伸入熔覆头内部与反射镜两端连接，控制两个伸缩杆使反射镜转动，送粉嘴固定安装在熔覆头外壁底端。本发明解决了中小直径管道内壁激光熔覆中，受到空间限制的问题。

技术领域

本发明属于激光熔覆设备领域，特别是涉及一种中小直径管道内壁激光熔覆装置。

背景技术

在船舶、石油、采矿等制造业中，需要使用大量的管道，这些管道在使用过程中内壁会受到不同程度的磨损而影响其使用性能和寿命，因此增加管道内壁耐磨性、耐腐蚀性等性能是解决这一问题的关键。

激光熔覆技术作为一种材料表面改性的新技术，是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面层同时熔化，并快速凝固后形成稀释层基底并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等的工艺方法。其主要特征如下：(1)超快的熔凝速度(103～106℃/s)，因此其加工效率非常高，加工速度很快；(2)熔覆层与基体之间形成良好的冶金结合，熔覆层组织致密，热影响区小且稀释率低；(3)熔覆材料选择多样性，可根据不同的工程需求设计不同的合金比例，以便于有效控制熔覆过程中熔覆层的组织与性能；(4)激光熔覆属于精细加工方法，可用于实现微小区域的局部加工，并且加工过程中与零件无直接接触，不会对部件造成接触损伤，便于实现加工过程的自动化控制。该技术已初步地用于管道的熔覆。

现阶段激光熔覆技术只能熔覆大直径的管道，而对于中小直径的管道，主要是由于熔覆受到空间的限制，激光头难以进入管道中，实现过程复杂，耗费较大，而且常规的激光熔覆加工头激光在相对较远的位置才开始聚焦，加工效率低且很容易损坏保护镜，难以实现良好的加工质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种中小直径管道内壁激光熔覆装置，解决了中小直径管道内壁激光熔覆中，受到空间限制的问题，能够实现直径200mm的中小管道内壁的螺旋式激光熔覆加工。

一种中小直径管道内壁激光熔覆的装置，它由光纤接头、筒体、送粉

嘴、熔覆头、用来连接筒体和机械手臂的固定装置、调节装置和中央控制器组成，筒体包括激光通道、送粉管和水冷管，激光通道内沿激光前进方向依次设有准直镜、保护镜和聚焦镜，所述光纤接头与筒体左端固定连接，所述调节装置包括固定设置在熔覆头外壁顶端的第一小型电动伸缩杆机和右端的第二小型电动伸缩杆机，第一小型电动伸缩杆机的电动伸缩杆和第二小型电动伸缩杆机的电动伸缩杆分别由熔覆头顶端和右端外壁伸入熔覆头内部与反射镜两端连接，中央控制器控制两个伸缩杆使反射镜在5°～10°角度范围内转动，所述送粉嘴固定安装在熔覆头外壁底端。

其中固定装置包括卡座、连接板和连接法兰；所述卡座固定安装在筒体外壁预置的凹槽中，并通过螺栓加以固定，所述连接板一端与卡座通过螺栓固定连接，所述连接板另一端与连接法兰焊接连接，连接法兰与机械手臂法兰盘通过螺栓固定连接，连接法兰与机械手臂同轴度为0.1；所述螺栓皆为标准件。

所述送粉管固定设置在筒体内部，送粉管通至熔覆头内连接送粉嘴，激光熔覆前观察送粉管和送粉嘴送粉是否通畅且均匀，激光熔覆时粉末在激光发射前5秒预置送出。

所述水冷管左右两端外接水冷机，固定环绕设置在筒体内部，激光熔覆时水冷机工作，左端进水，右端出水，循环制冷。