[发明专利]一种同步送丝送粉激光熔覆焊接系统及熔覆焊接方法

权利要求书

1.一种同步送丝送粉激光熔覆焊接系统，用于对基材(4)进行增材制造、焊接，其特征在于：包括机器人、激光器(1)、控制系统(2)、送粉机构(3)、激光熔覆头(5)和送丝机构(6)，所述基材(4)安装在回转工作台上，所述激光器(1)发射出的激光通过光纤和激光熔覆头(5)照射至基材(4)上形成光斑，所述送粉机构(3)输出的金属或合金粉末通过送粉管路和激光熔覆头(5)输出至上述光斑内，所述送丝机构(6)将金属焊丝通过送丝管路(61)输出至上述光斑内，所述控制系统(2)分别与机器人、激光器(1)、送粉机构(3)和送丝机构(6)电连接，所述激光熔覆头(5)安装在机器人的机械手臂末端。

2.根据权利要求1所述的一种同步送丝送粉激光熔覆焊接系统，其特征在于：所述金属焊丝与加热电源电连接，通过电阻热预加热金属焊丝。

3.根据权利要求2所述的一种同步送丝送粉激光熔覆焊接系统，其特征在于：所述送丝管路(61)与激光熔覆头(5)安装在一起，且送丝管路(61)送丝端的中轴线与激光熔覆头(5)所输出激光束的中轴线之间呈30-40度角。

4.根据权利要求1所述的一种同步送丝送粉激光熔覆焊接系统，其特征在于：所述激光熔覆头(5)内设有激光镜组(51)、送粉通道(52)和激光输出通道(53)，激光经光纤进入激光熔覆头(5)后通过激光镜组(51)聚焦成束并通过激光输出通道(53)照射至基材(4)上形成光斑，所述激光熔覆头(5)的送粉通道(52)设有多个，呈环状均匀分布在激光输出通道(53)的外侧，所述送粉通道(52)将金属或合金粉末输送并汇集至上述光斑。

5.根据权利要求1所述的一种同步送丝送粉激光熔覆焊接系统，其特征在于：所述送粉管路采用防静电输粉管。

6.一种同步送丝送粉激光熔覆焊接方法，适用于权利要求1-5任意一项所述的一种同步送丝送粉激光熔覆焊接系统，所述方法包括如下步骤：

S1、对待加工基材(4)表面进行预处理；

S2、设定各项工艺参数；

S3、启动控制系统(2)，控制送粉机构(3)将金属或合金粉末输送至基材(4)的待加工位置，然后激光器(1)发射激光经激光熔覆头(5)照射至基材(4)表面的待加工位置处形成光斑，同时送丝机构(6)启动并将金属焊丝输送至光斑内，光斑内的金属或合金粉末和金属焊丝在激光加热作用下在基材(4)表面熔融形成熔池并在激光扫描路径后方凝固形成熔覆层。

7.根据权利要求6所述的一种同步送丝送粉激光熔覆焊接方法，其特征在于：步骤S3中，所述控制系统(2)先控制送粉机构(3)送粉至基材(4)的待加工位置，间隔15-20s待送粉均匀后再控制激光器(1)发射激光照射到基材(4)表面的待加工位置处形成光斑，同时控制送丝机构(6)送丝至上述光斑内。

8.根据权利要求7所述的一种同步送丝送粉激光熔覆焊接方法，其特征在于：所述金属焊丝直径为0.8-1.6mm，所述金属或合金粉末粒径为20-200um，所述光斑直径为1-6mm。