[发明专利]一种等离子激光复合熔覆系统在审
申请号: | 202011472406.1 | 申请日: | 2020-12-14 |
公开(公告)号: | CN112593229A | 公开(公告)日: | 2021-04-02 |
发明(设计)人: | 赵剑波;范平一;冯奕鑫 | 申请(专利权)人: | 南通德邦新材料科技有限公司 |
主分类号: | C23C24/10 | 分类号: | C23C24/10 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 226300 江苏省南通*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 等离子 激光 复合 系统 | ||
本发明公开了一种等离子激光复合熔覆系统,包括工作台(19)、等离子熔覆机床(23)、等离子发生器(22)、激光头(16)、机器手(24),离子熔覆机床(23)联接等离子发生器(22)并提供电源、送粉机构和控制电路,激光头(16)联接机器手(24),等离子熔覆机床(23)通过机床导轨(13)与等离子发生器(22)联接,等离子发生器(22)沿机床导轨(13)进行往复运动,激光头(16)通过连接板(21)与机器手(24)联接,由机器手(24)控制激光束的移动,实现激光束角度和位置的调整,本发明减少了热输入、降低了热应力,提高了涂层成型精度和效率。
技术领域
本发明属于工程机械零件表面防护领域,尤其涉及一种等离子激光复合熔覆系统。
背景技术
涂层技术是防止工程机械遭受腐蚀、磨损的重要方法,涂层可大较大范围内提高零件表面硬度、强度和耐蚀性能,也可重复修复零件已破坏表面,从而大幅提高零件的使用寿命。在选择涂层的制备工艺时,工艺流程效率的高低、涂层质量的优劣,以及生产成本的控制都是重要的依据。因此,如何进一步提高沉积效率和降低能量输入,已经成为重要研究方向。
激光和等离子束均可迅速熔化合金粉末或线材,在工件表面形成一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料,以获得具有较高耐磨、耐蚀性及耐高温等性能的涂层。由于具有精度高、热影响区小等优点,激光熔覆技术被广泛用于零件的修复和再制造。然而,激光熔覆技术的沉积效率较低,这是受激光束尺寸小和热量吸收率的影响。虽然等离子熔覆技术的精度较低,热应力较大,但其沉积效率较高。因此,将二者优势结合起来,采用等离子输送和熔化粉末,通过激光控制熔池尺寸,可在涂层制备中兼顾沉积效率和能量输入的平衡关系,获得高质量、低成本的涂层材料。
目前,国内对于激光等离子复合处理技术的研究较少。有行业专家通过激光等离子复合热源喷涂和等离子喷涂两种工艺制备了涂层,并对比了复合热源喷涂涂层微观组织结构以及涂层与基体间结合方式,发现激光等离子复合热源喷涂工艺可以有效提升涂层的结合力,改善涂层组织致密性,更有利于涂层的耐磨耐腐蚀性能。将激光束与等离子束复合, 使激光对等离子熔积时的熔池发生作用,发现激光与等离子复合之后的等离子弧柱的直径变小, 挺度增强,熔池深度增加,熔池宽度减小,可以直接成形各种高温合金零件。上述研究结果表明,激光可增加电离度、等离子体的磁收缩效应和等离子弧柱压缩程度,在较低的能量输入下,控制熔池尺寸,提高涂层沉积效率,获得高质量、低成本的涂层材料。然而,目前国内主要偏重对激光等离子复合喷涂技术的研究,针对激光等离子复合熔覆技术研究较少。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本申请提供了一种的等离子激光复合熔覆系统。
本发明的技术方案如下:
一种等离子激光复合熔覆系统,包括工作台、等离子熔覆机床、等离子发生器、激光头、机器手,离子熔覆机床联接等离子发生器并提供电源、送粉机构和控制电路,激光头联接机器手。
作为本发明的一种优选实施方式:等离子熔覆机床通过机床导轨与所述等离子发生器联接,所述等离子发生器沿所述机床导轨进行往复运动。
作为本发明的一种优选实施方式:激光头通过连接板与所述机器手联接,由所述机器手控制激光束的移动,实现激光束角度和位置的调整。
作为本发明的一种优选实施方式:激光头配有冷却水接头,冷却水循环流入所述激光头的内部水道。
作为本发明的一种优选实施方式:等离子发生器的冷却水道设有密封环。
作为本发明的一种优选实施方式:等离子熔覆机床提供的合金粉末通过送粉管进入所述等离子发生器中。
作为本发明的一种优选实施方式:合金粉末通过分布器和外枪体的环形空腔,均匀流至喷嘴的下方。
作为本发明的一种优选实施方式:钨极与所述喷嘴在高压下产生等离子炬,加热和熔化合金粉末。
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