[实用新型]一种多激光源熔覆焊装置

说明书

一种多激光源熔覆焊装置，包括熔池激光头、粉末激光头、保温激光头、熔池激光源、粉末激光源、保温激光源；熔池激光头、粉末激光头、保温激光头通过光纤分别与熔池激光源、粉末激光源、保温激光源连接；所述熔池激光头、粉末激光头的激光比能量可独立调整设置，实现了不同成分熔覆粉末、熔覆工件的工艺参数的最优设定；同时，保温激光头减小了熔覆焊接时熔覆层与工件之间局部的温度梯度，延长了熔覆层的凝固时间，改善了熔覆层成分不均匀和残余应力问题；独立设置的熔池激光头可使工件表面提前产生熔池，熔覆粉末经喷嘴喷出后直接落入熔池中，改善了熔覆粉末与工件表面碰撞后的弹出现象，提高了熔覆粉末的利用率。

技术领域

本实用新型涉及激光熔覆焊技术领域，具体涉及一种多激光源熔覆焊装置。

背景技术

现有的激光熔覆焊技术快速发展，在很多工业领域得到了应用，但该技术仍存在一些问题需要改善；如在大型金属轴类零件的表面修复熔覆焊中，为提高熔覆焊接效率，常常采用大功率激光、大光斑、较厚的熔覆层厚度进行熔覆焊接，但熔覆层非常容易出现气孔、裂纹、熔覆层成分及组织不均匀等缺陷，影响了最终熔覆焊接质量；导致熔覆层出现各种缺陷的原因有很多，包括熔覆粉末的成分、熔覆工件的成分、激光比能量、送粉速度、预热温度、熔覆层冷却速度等；其中熔覆粉末的成分、熔覆工件的成分是在进行激光熔覆焊接前，根据需要首先确定的两个条件，其余激光比能量、送粉速度、预热温度、熔覆层冷却速度等则和激光熔覆的工艺过程及激光熔覆工艺参数设定有关；但现有的激光熔覆装置仅仅只有一个激光源，对一个激光源的比能量设定，无法满足不同的熔覆粉末成分、熔覆工件成分时，激光熔覆各个工艺参数的设定都达到最优，因此无法避免出现气孔、裂纹、熔覆层成分及组织不均匀等缺陷；比如如当熔覆粉末的熔点温度低于熔覆工件的熔点温度时，激光源的比能量设定较低，但较低的比能量会使工件熔池的熔深不足，导致熔覆层与工件结合不良问题；如果激光源的比能量设定较高时，虽然能保证工件熔池的熔深，但会使熔覆粉末中低熔点成分产生汽化，结果导致熔覆层出现气泡；另外，在大型金属轴类零件的表面修复熔覆焊前，虽然进行了预热处理，但由于大型金属轴类零件热容很大，而熔覆焊接过程是瞬间升温融化及瞬间降温凝固的过程，因此不可避免存在从熔覆层到工件基材的极大的温度梯度，而温度梯度的存在，必然导致熔覆层凝固时的定向先后凝固，从而出现成分不均匀和残余应力问题，残余应力与气孔相互作用，使熔覆层出现裂纹；另外，现有的熔覆焊接在送粉时，熔覆粉末在气体作用吹出喷嘴，熔覆粉末在与工件表面发生碰撞后弹出，因此熔覆粉末的利用率也较低。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种多激光源熔覆焊装置，包括熔池激光头、粉末激光头、保温激光头、熔池激光源、粉末激光源、保温激光源；熔池激光头、粉末激光头、保温激光头通过光纤分别与熔池激光源、粉末激光源、保温激光源连接；所述熔池激光头、粉末激光头、保温激光头的激光比能量可独立调整设置，满足了不同的熔覆粉末成分、熔覆工件成分时，激光熔覆各个工艺参数的最优设定；同时，保温激光头减小了熔覆焊接时熔覆层与工件之间局部的温度梯度，增加了熔覆层的凝固时间，改善了熔覆层成分不均匀和残余应力问题；独立设置的熔池激光头可使工件表面提前产生熔池，熔覆粉末经喷嘴喷出后直接落入熔池中，改善了熔覆粉末与工件表面发生碰撞弹出现象，因此提高了熔覆粉末的利用率。

为了实现所述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：一种多激光源熔覆焊装置，包括熔池激光头、粉末激光头；所述熔池激光头、粉末激光头固定设置在同一平面，熔池激光头、粉末激光头固定设置的平面与工件熔覆进给方向平行；所述粉末激光头轴线与工件熔覆的表面法向垂直。

优选的，所述多激光源熔覆焊装置还包括熔池激光源、粉末激光源；所述熔池激光头与熔池激光源通过光纤连接；所述粉末激光头与粉末激光源通过光纤连接；所述熔池激光源、粉末激光源的输出功率独立可调。

优选的，所述熔池激光头、粉末激光头设置有独立的激光焦点调节装置。

优选的，所述熔池激光头设置连接角度调节装置A，可用于熔池激光头射出的激光光斑位置的调整。