[发明专利]应用于激光熔覆中的激光断丝方法

说明书

本发明涉及一种应用于激光熔覆中的激光断丝方法，包括以下步骤：S1、提供工件、丝材和激光熔覆装置，工件具有加工面，在加工面上进行激光熔覆，在熔覆过程中，采用负离焦量进行加工，具有位于加工面下方的焦点；S2、待一道熔覆层完成后，此时激光熔覆装置的喷头与熔覆层之间具有粘附的丝材，关闭激光熔覆装置的送丝运动；S3、将激光熔覆装置的喷头向远离加工面的方向移动，直至焦点位于加工面；S4、保持激光熔覆装置继续出光一定加载时间，直至完成断丝。该激光断丝方法采用工件对丝材的拉力和丝材的受热共同作用实现断丝，无需采用额外的装置，且仅需1～1.5s即可完成断丝，具有高效、低成本、高精度的特点，对同轴送丝激光熔覆的发展具有积极的影响。

技术领域

本发明涉及一种应用于激光熔覆中的激光断丝方法，属于激光熔覆技术领域。

背景技术

激光同轴送丝熔覆技术在整个激光3D打印行业中具有极大的应用潜力。相较于常见的粉材，丝材具有材料利用率达到100％，环境污染小，熔覆效率高，适用恶劣工况等优势。其次，同轴送丝由于光丝同轴使得加工过程中丝材在圆周方向均匀受热，相较侧向送丝的单边受热，形成的熔池对流更充分，熔道更为饱满平整，在三维成形中更具优势。

由于连续的激光熔覆产生的热积累和热应力非常大。实际多层熔覆过程中常将需要停光冷却，或者改变扫描策略，例如往复式扫描或者是同向扫描。熔覆完毕时丝材是和基材是粘附在一起的，故需要进行断丝处理。目前同轴送丝熔覆还没有公布有效的断丝方法。中国专利CN201110345381.3在激光焊接中提出一种激光断丝方法，但上述方法每次断丝需要将光头移到加工面外，送丝机持续送丝，直到运动到加工面外侧才停止，激光器发生断丝。上述方法的弊端在于每次断丝都要移出加工面影响加工效率，并且焊接结束处有丝材残留，当进行三维成形时易造成焊料堆积，影响成形精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于激光熔覆中的高效、低成本、高精度的激光断丝方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于激光熔覆中的激光断丝方法，包括以下步骤：

S1、提供工件、丝材和激光熔覆装置，所述工件具有加工面，在所述加工面上进行激光熔覆，在熔覆过程中，采用负离焦量进行加工，具有位于所述加工面下方的焦点；

S2、待一道熔覆层完成后，此时所述激光熔覆装置的喷头与熔覆层之间具有粘附的丝材，关闭所述激光熔覆装置的送丝运动；

S3、将所述激光熔覆装置的喷头向远离所述加工面的方向移动，直至所述焦点位于所述加工面；

S4、保持所述激光熔覆装置继续出光一定加载时间，直至完成断丝。

进一步地，步骤S3中，将所述激光熔覆装置的喷头沿所述加工面的法线方向向远离所述加工面的方向移动。

进一步地，步骤S2至S4中，保证所述激光熔覆装置出光不断。

进一步地，所述加载时间的量纲级别为0.1s。

进一步地，所述负离焦量的值为1.5～5mm。

进一步地，步骤S3中，所述喷头的移动速度为2～10mm/s。

进一步地，所述激光熔覆为同轴送丝激光熔覆。

进一步地，所述激光断丝方法依靠所述工件对丝材的拉力以及所述激光熔覆装置的热作用完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的应用于激光熔覆中的激光断丝方法采用工件对丝材的拉力和丝材的受热共同作用实现断丝，无需采用额外的装置，且仅需1～1.5s即可完成断丝，具有高效、低成本、高精度的特点，对同轴送丝激光熔覆的发展具有积极的影响。