[发明专利]一种智能钎涂装置及钎涂方法

说明书

本发明涉及一种智能钎涂装置及钎涂方法，包括可移动工作台、送丝机构、两个工业机器人、涂层温度场监测装置、涂层轮廓监测装置、高能束发生器和控制系统；所述两个工业机器人、涂层温度场监测装置和涂层轮廓监测装置均设置在可移动工作台的上方，两个工业机器人中的第一机器人用于提供丝材钎料，第二机器人用于提供钎涂热源，送丝机构为第一机器人输送丝状或管状钎料，高能束发射器通过高能束发射头为第二机器人提供热源。本发明制备的涂层表面平整、与母材结合良好、无裂纹缺陷和组织致密的熔覆层。本发明从装备平台开发角度，解决了人工钎涂稳定性差、涂层厚度不均匀的问题。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种智能钎涂装置及钎涂方法。

背景技术

钎涂实质上是一种特殊的钎焊，依靠熔化的钎料或依靠母材表面与钎料之间的扩散而形成的液相，在毛细作用下铺展母材，并发生相互作用的一种涂层制备手段。所制备的涂层具有结合强度高、热应力小、表面光滑、精度高等优势。传统的钎涂方法如感应钎涂、炉中钎涂需要大量的人工操作，同时涂层制备过程中，缺乏对涂层形态及温度场的监测，所得到的涂层质量有待提高。因此，开展智能钎涂装置的研发，特别是涂层表面轮廓信息和温度场的实时监测与评估装置，可有效采集到与钎涂质量密切相关的涂层表面轮廓信息和温度场的温度。最终，通过对钎涂工艺参数的调整，达到提高涂层质量的目的。已公开专利报道如下：一种大型复杂金属结构件增减材制造装置及方法(201710686879.3)，将增材制造与减材铣削加工相结合，实现了增减材过程一体化完成。一种金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法(201110040723.0)，利用热喷涂技术，在金属表面制备钎焊强化涂层，强度大于250MPa；一种钛合金表面真空钎涂金属陶瓷复合涂层的方法(201410472749.6)，采用基体预处理、粉末预处理及真空钎涂步骤，钛合金的表面硬度和耐磨性有所提高，能够承受大的载荷以及剧烈的摩擦；一种中心送粉可扩展多束激光熔覆头及其应用(201711184987.7)，公开了一种激光加工设备的配套装置，用于金属表面熔覆、激光修复、激光焊接等领域；上述涂层制备的方法在涂层制备过程中需要大量的人工操作，特别是在送料环节，多数采用预置钎料，严重降低涂层制备的效率。除此之外，缺乏对涂层形态及温度场的监测，涂层厚度也不能准确把控，无法达到实时优化工艺参数的目的。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题及不足，提供一种智能钎涂装置及钎涂方法。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种智能钎涂装置，包括可移动工作台、送丝机构、两个工业机器人、涂层温度场监测装置、涂层轮廓监测装置、高能束发生器和控制系统；所述两个工业机器人、涂层温度场监测装置和涂层轮廓监测装置均设置在可移动工作台的上方，工件置于可移动工作台上，两个工业机器人中的第一机器人用于提供丝材钎料，第二机器人用于提供钎涂热源，送丝机构为第一机器人输送丝状或管状钎料，高能束发射器通过高能束发射头为第二机器人提供热源；所述控制系统与可移动工作台、送丝机构、两个工业机器人、涂层温度场监测装置、涂层轮廓监测装置和高能束发生器连接，控制系统包括数模转换器和计算机，所述数模转换器用于将控制系统接收的光电信号和红外信号转换为数字信号，计算机用于对转换后的数字信号进行分析并发出控制指令，同时显示数据或输入内置算法。

作为本发明一种智能钎涂装置地进一步优化：所述可移动工作台可实现在X-Y平面内自由移动。

作为本发明一种智能钎涂装置地进一步优化：所述钎料包括铜基、镍基或银基。

作为本发明一种智能钎涂装置地进一步优化：所述涂层温度场监测装置包括红外光发生器和红外相机，且红外光发生器与红外相机对称布置于工件两侧；所述红外相机将工件表面的直线段所发出的红外信号经电缆传输给计算机，计算机处理拼接成图像，进而绘制出钎涂层及其附近区域温度场温度分布图以实时监测涂层温度。