[发明专利]一种细长型工件的激光熔覆装置及激光熔覆方法

权利要求书

1.一种细长型工件的激光熔覆装置，其特征在于：包括夹爪、顶针、伸缩预热套筒、激光熔覆嘴、第一导轨和第二导轨；所述夹爪和顶针夹持工件的两端；所述伸缩预热套筒套在工件外侧且能够移动至顶针的外侧；所述激光熔覆嘴在第一导轨上滑动且位于伸缩预热套筒与夹爪之间；所述第一导轨和第二导轨错位设置；所述伸缩预热套筒包括多节自夹爪向顶针方向直径依次减小的加热筒；与夹爪相邻的加热筒通过第一支架滑动连接在第一导轨，与顶针相邻的加热筒通过第二支架滑动连接在第二导轨；直径大的加热筒能够在第一支架的移动作用下滑动至与其相邻的直径小的加热筒外表面；所述第二支架靠近加热筒紧挨顶针的端面设置；与夹爪相邻加热筒的靠近夹爪侧设置有距离发射器；所述第二导轨的靠近夹爪端设置有能够接收距离发射器信号并发出指令的距离感应器；所述距离感应器控制第二支架的移动且第二支架的移动速度与第一支架的移动速度一致；熔覆段长度小于500mm时，伸缩预热套筒有两节加热筒；熔覆段长度在500-1000mm时，伸缩预热套筒有三节加热筒；熔覆段长度大于1000mm时，每增加500mm增加一节加热筒；

所述加热筒是纳米红外节能电热圈；每一节的加热筒对应一个加热开关；所述加热筒包括纳米红外加热管、两个半环、固定组件；所述两个半环通过合页铰接；所述固定组件位于合页的相对侧且可拆卸的将两个半环固定为环形结构；所述固定组件位于加热筒轴向的中间部分；在多节加热筒重叠后，多节加热筒的固定组件成直线依次分布；所述纳米红外加热管有多个且两个半环的纳米红外加热管相对分布；所述半环包括自内向外依次设置的反射层、隔热层、不锈钢外壳层；所述加热筒的轴向设置有能够使固定组件穿过的开口；所述加热筒的内壁设置有沿着加热筒轴向延伸的耐高温的滑条，外壁设置有能够使滑条滑动的滑槽；在半环的径向方向上，所述滑条边缘至半环圆心的距离大于纳米红外加热管边缘至半环圆心的距离；所述滑条位于两组纳米红外加热管之间；相邻的两节加热筒有重合部分；在工作状态，加热筒与其相邻的加热筒始终保持相连；所述滑条是“T”形结构且大径端靠近顶针；所述滑槽的靠近夹爪侧可拆卸的连接有挡块；所述挡块设置有仅能够使滑条小径端来回滑动的通孔；所述滑条有两个，一个靠近合页，另一个靠近固定组件；所述挡块是倒“U”形；所述滑槽的靠近夹爪侧设置有长度方向为滑槽深度方向的卡槽；所述挡块可拆卸的插进卡槽内。

2.根据权利要求1所述的一种细长型工件的激光熔覆装置，其特征在于：所述第一支架、第二支架均包括抱箍和连接臂；所述抱箍和连接臂固定连接；所述连接臂滑动连接在第一导轨或者第二导轨；所述抱箍固定在加热筒的外周。

3.根据权利要求1所述的一种细长型工件的激光熔覆装置，其特征在于：所述顶针的尾座体外侧套设有支撑机构；所述支撑机构包括支撑套筒和固定在支撑套筒远离顶针端部的L形支撑杆；所述支撑套筒固定在顶针尾座体的外侧；所述支撑套筒的外径小于任意一节加热筒的内径；所述第一导轨和支撑杆固定在地面，第二导轨固定在机架。

4.根据权利要求1-3所述的任意一项细长型工件的激光熔覆装置的激光熔覆方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将伸缩预热套筒的多节加热筒重叠套合并移动至支撑套筒外侧；将工件装夹在夹爪和顶针之间；将伸缩预热套筒的多节加热筒拉伸并将工件包围在内侧；

S2：夹爪在动力驱动下带着工件旋转，伸缩预热套筒对工件进行预热后保持恒温；

S3：第一导轨的激光熔覆嘴和第一支架同时向顶针所在方向移动，在移动过程中，激光熔覆嘴同步开始对工件进行涂覆；随着第一支架在夹爪到顶针的移动中，多节加热筒收缩重叠，当最大直径的加热筒移动至最小直径加热筒的表面后，伸缩预热套筒停止加热；当距离感应器接收到距离发射器的信号后，第二支架开始移动且移动速度与第一支架速度一致；当激光熔覆嘴完成对工件熔覆段的熔覆后，第一支架、第二支架、激光熔覆嘴的移动停止，熔覆工作完成进行下一工序。

5.根据权利要求4所述的一种细长型工件的激光熔覆方法，其特征在于：S3步骤中的下一工序指的是热处理工序；热处理工序包括以下步骤：

第一支架、第二支架、激光熔覆嘴反向移动；当距离感应器接再次收到距离发射器的信号后，第二支架停止移动；第一支架和激光熔覆嘴继续移动直至最大直径的加热筒套设在工件的夹爪侧；当第一支架停止运动后，伸缩预热套筒开始加热对激光熔覆后的工件进行热处理；热处理一定时间后停止加热，自然冷却后取下工件。