[发明专利]一种双金属丝材激光熔覆系统和方法

权利要求书

1.一种双金属丝材激光熔覆系统，其特征在于，包括：激光器（4）、第一金属丝（5）、第二金属丝（6）、导电嘴（7）、第一送丝机（8）、第二送丝机（9）和丝材加热装置（10），所述第一送丝机（8）用于提供第一金属丝（5），所述第二送丝机（9）用于提供第二金属丝（6），所述第一金属丝（5）和第二金属丝（6）并排穿过所述导电嘴（7）后指向工件（1）的待熔覆表面，所述激光器（4）设置于工件（1）的待熔覆表面上方，所述导电嘴（7）与工件（1）分别连接于所述丝材加热装置（10）的两个电极，所述丝材加热装置（10）启动后，所述第一金属丝（5）和第二金属丝（6）被加热并在激光器输出的激光束（3）作用下熔覆于工件（1）的将待熔覆表面。

2.根据权利要求1所述的双金属丝材激光熔覆系统，其特征在于，所述第一金属丝（5）和第二金属丝（6）为直径在1.0mm~1.6mm的实心金属丝和/或粉芯金属丝；所述第一送丝机（8）和第二送丝机（9）的送丝速度可单独调节，且送丝速度调节范围为0~200mm/s。

3.根据权利要求1或2所述的双金属丝材激光熔覆系统，其特征在于，所述导电嘴（7）能够调整所述第一金属丝（5）和第二金属丝（6）之间的间距和夹角，其中所述第一金属丝和第二金属丝之间的间距调节范围为0~8mm，所述第一金属丝（5）和第二金属丝（6）之间的夹角调节范围为0°~45°；所述导电嘴（7）能够调整所述第一金属丝（5）、第二金属丝（6）与工件（1）之间的距离和夹角，其中所述第一金属丝（5）和工件（1）之间的距离调节范围为3~40mm，所述第二金属丝（6）和工件（1）之间的距离调节范围为3~40mm，所述第一金属丝（5）和工件表面之间的夹角调节范围为0°~60°，所述第二金属丝（6）和工件表面之间的夹角调节范围为0°~60°。

4.根据权利要求1-3任一项所述的双金属丝材激光熔覆系统，其特征在于，所述丝材加热装置（10）为交流或直流电源，空载电压≤20V，工作电压在0~20v间可调，工作电流在0~1000A间可调；所述激光器的功率密度为100w/mm²~2000w/mm²，所述激光器输出的激光束（3）经过整形后在工件表面形成能够覆盖两根金属丝的矩形光斑或椭圆形光斑，光斑最大长度比两根金属丝投影外侧之间的距离大0.5mm~5mm，所述激光器输出的激光束（3）的传输方向与第一金属丝（5）之间的夹角在30°~90°间可调，所述激光器输出的激光束（3）的传输方向与第二金属丝（6）之间的夹角在30°~90°间可调。

5.一种双金属丝材激光熔覆方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将第一金属丝（5）和第二金属丝（6）分别由第一送丝机（8）和第二送丝机（9）并排输送并穿过导电嘴（7）指向工件（1）的待熔覆表面；

步骤二、通过导电嘴（7）调节第一金属丝（5）和第二金属丝（6）之间的角度和间距以及第一金属丝（5）和第二金属丝（6）与工件（1）之间的角度和距离；

步骤三、将导电嘴（7）与工件（1）分别连接于丝材加热装置（10）的第一电极和第二两极，通过丝材加热装置（10）将导电嘴（7）与工件（1）之间的第一金属丝（5）和第二金属丝（6）加热；

步骤四、将激光器（4）设置于工件待熔覆表面的上方，并控制激光器以一定形状和一定角度将激光束照射至第一金属丝（5）和第二金属丝（6）与工件（1）接触的熔池位置；

步骤五、激光束在所述熔池位置将第一金属丝（5）和第二金属丝（6）熔覆于工件（1）表面，并按照预定路径控制工件（1）与第一金属丝（5）、第二金属丝（6）以及激光束（3）的相对运动，从而在工件表面形成激光熔覆层。

6.根据权利要求5所述的双金属丝材激光熔覆方法，其特征在于，其中步骤一中，所述第一金属丝（5）和第二金属丝（6）选择为直径在1.0mm~1.6mm的实心金属丝和/或粉芯金属丝；所述第一送丝机（8）和第二送丝机（9）的送丝速度在0~200mm/s间可单独调节。