[实用新型]激光熔覆装置

说明书

本实用新型涉及一种激光熔覆装置。主要解决了现有的激光熔覆装置熔覆层质量不稳定、使用范围狭小及电磁场设置不合理的问题。本实用新型包括熔覆头(1)、超声波振动装置(2)、稳态磁场发生装置(3)及工件夹持装置(4)，还包括视觉传感器(12)及伺服控制系统(13)，工件通入直流电形成稳态电场。本实用新型采用稳态电场、稳态磁场和超声振动场的复合作用辅助激光熔覆加工，达到细化晶粒、降低残余应力、减少气孔和裂纹的目的，通过视觉识别系统实时捕捉激光熔覆区的位置，并控制超声波发射头、第一永磁体和第二永磁体紧随激光熔覆区移动，提高了熔覆层质量的稳定性，超声波发射头的位置能够实时调整以达到最佳的距离及方向，使用范围广，不受工件尺寸限制。

技术领域

本实用新型涉及一种表面改性装置，具体涉及一种激光熔覆装置。

背景技术

表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能。表面改性技术则是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低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、耐腐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等工艺方法。评价激光熔覆层质量的优劣，主要从两个方面来考虑。一是宏观上，考察熔覆道形状、表面不平度、裂纹、气孔及稀释率等；二是微观上，考察是否形成良好的组织，能否提供所要求的性能。现有的激光熔覆装置存在以下技术缺陷：1.激光熔覆过程中，由于基体材料和粉末材料的热物性能可调参数窗口窄，加热和冷却的速度极快，熔覆层和基体材料的温度梯度和热膨胀系数存在差异，出现熔覆层晶粒粗大、易产生气泡、裂纹、变形和表面不平度等多种缺陷，熔覆层质量很不稳定。目前，国内虽然有一些激光熔覆装置采用了超声波技术、电磁场技术，但由于其结构原因，熔覆层仍然存在瑕疵，熔覆层质量不稳定，不够理想。2. 超声波发射头与熔覆头随动，通常是将超声波发射头与熔覆头固定连接，保证熔覆过程的同步运动，将超声波直接作用于熔覆层，以达到超声波隔空作用熔池的目的，超声波发射头与熔覆层的距离及方向均不能调整，只能应用于固定的基体材料和粉末材料，使用范围狭小。3. 电磁场通常是固定设置，电磁场设置不合理，不能随同熔覆头同步运动，使被加工的工件尺寸受到限制，如果工件较大，那么电磁场所占用的空间就更加庞大，成本较高，不利于推广使用。

实用新型内容

为了解决现有的激光熔覆装置熔覆层质量不稳定、使用范围狭小及电磁场设置不合理的问题，本实用新型提供一种激光熔覆装置，该激光熔覆装置采用稳态电场、稳态磁场和超声振动场的复合作用辅助激光熔覆加工，达到细化晶粒、降低残余应力、减少气孔和裂纹的目的，通过视觉识别系统实时捕捉激光熔覆区的位置，并通过伺服控制系统控制数控移送装置和数控滑移偏转装置，进而带动超声波发射头、第一永磁体和第二永磁体紧随激光熔覆区移动，提高了熔覆层质量的稳定性，超声波发射头的位置能够实时调整以达到最佳的距离及方向，使用范围广，不受工件尺寸限制。