[发明专利]水下超声频微锻造原位强化激光改性层装置和方法

权利要求书

1.一种水下超声频微锻造原位强化激光改性层装置，其特征在于，包括排水罩、三维运动机构以及复合加工机构；其中：

所述的排水罩，为上端封闭、下端敞口设置的空腔构件，且排水罩的敞口端配设有排水裙边，而封闭端则分别设置有空气进气口、保护气进气口；

所述的三维运动机构，悬挂支撑于排水罩内；

所述的复合加工机构，设置于排水罩内并位于三维驱动机构的下方，包括激光加工机构以及超声频微锻造机构；

超声频微锻造机构与液压压紧机构的液压推杆连接，在液压推杆的作动下，超声频微锻造机构能够在排水罩内做相对于待加工面的升降运动；

三维运动机构的动力输出端通过过渡连接板分别与激光加工机构、液压压紧机构连接；

所述的激光加工机构，集成有两种以上的激光加工模式；激光加工机构通过选定任一激光加工模式，以在待加工面上形成对应的激光改性层；

所述的液压压紧机构，能够根据激光加工机构所选择的激光加工模式，通过液压推杆施予超声频微锻造机构对应的进给量，调整超声频微锻造机构与待加工面之间的压紧力；

所述的三维运动机构，带动复合加工机构按照所规划的扫描路径移动，促使激光加工机构在待加工面上形成激光改性层、超声频微锻造机构对激光改性层进行超声频微锻造原位强化。

2.根据权利要求1所述的水下超声频微锻造原位强化激光改性层装置，其特征在于，所述的激光加工机构包括光纤、激光加工头连接块、激光加工头、保护镜密封模块、红外测温仪；

所述的激光加工头，上端设置光纤，下端则配装保护镜密封模块，侧部通过激光加工头连接块与过渡连接板紧固连接；

所述的红外测温仪，安装在保护镜密封模块上，能够感测激光加工头在待加工面上所形成的激光改性层的温度。

3.根据权利要求2所述的水下超声频微锻造原位强化激光改性层装置，其特征在于，所述保护镜密封模块包括金属壳体以及通过密封胶密封连接在金属外壳内的镜片；所述镜片的厚度为15~20 mm。

4.根据权利要求1所述的水下超声频微锻造原位强化激光改性层装置，其特征在于，所述的激光加工机构，集成有三种激光加工模式，分别为激光熔凝加工模式、激光淬火加工模式以及激光表面合金化加工模式。

5.根据权利要求1所述的水下超声频微锻造原位强化激光改性层装置，其特征在于，所述的三维运动机构，包括X轴运动模块、Y轴运动模块、Z轴运动模块；

所述的X轴运动模块，通过排水罩内壁支撑的横梁布置；

所述的Y轴运动模块，与X轴运动模块的动力输出端连接；

所述的Z轴运动模块，与Y轴运动模块的动力输出端连接；而Z轴运动模块的动力输出端则通过过渡连接板分别与激光加工机构、液压压紧机构连接。

6.根据权利要求1所述的水下超声频微锻造原位强化激光改性层装置，其特征在于，所述的液压压紧机构，包括液压缸；液压缸通过液压推杆与超声频微锻造机构固定。

7.根据权利要求1所述的水下超声频微锻造原位强化激光改性层装置，其特征在于，所述的超声频微锻造机构，包括超声换能器、变幅杆、滚柱连接块以及滚柱；

超声换能器经过变幅杆与滚柱连接块连接，而滚柱则安装在滚柱连接块上；

超声换能器外部安装有外壳，外壳通过壳体连接板与液压推杆相连。