[实用新型]激光熔覆设备

说明书

本实用新型提供了一种激光熔覆设备，该激光熔覆设备包括激光熔覆机、强脉冲能量束/粒子束发生装置和延时触发装置，激光熔覆机包括激光器和激光束喷嘴。在激光熔覆机将熔覆材料激光熔覆于基材上并形成第一熔覆层后，通过延时触发装置延时适当的滞后时间，触发强脉冲能量束/粒子束发生装置对基材与激光熔覆层之间形成的界面进行冷加工处理，消除基材与第一熔覆层之间形成的界面热学(热膨胀系数)和力学(杨氏模量)性质的突变，并在基材与激光熔覆层之间形成的界面处形成连续渐变的过渡层，增强第一熔覆层的抗冲击、耐磨、耐腐蚀和耐疲劳等性能，以及激光熔覆层与基材之间的结合强度，提高第一熔覆层的抗冲击、耐磨、耐腐蚀和耐疲劳等性能。

技术领域

本实用新型属于激光熔覆技术领域，特别地，涉及一种激光熔覆设备。

背景技术

激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，其利用高能量激光束将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，高能量激光束移开后自激冷却形成稀释率极低，与基材呈冶金结合的表面改性涂层。由于激光熔覆可以获得高硬度、耐磨、耐腐蚀、耐高温涂层和抗氧化等优良特性，激光熔覆技术被广泛应用于国防军工、航空航天、矿山机械、石油化工、汽车船舶、模具冶金等行业，实现表面改性、零件修复、涂层加工、堆积成形等。

当前，激光熔覆设备在激光熔覆过程中，由于激光熔覆层和基材的热学(热膨胀系数)和力学(杨氏模量)性质存在差异，激光熔覆层一般会产生晶格缺陷、气孔、裂纹、变形和表面不平整等缺陷，不仅造成激光熔覆层的抗冲击等性能变差，并且降低了激光熔覆层与基材之间结合的强度，导致激光熔覆层在高温、高压等工作条件下容易出现开裂现象。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种激光熔覆设备，以解决现有技术中存在的激光熔覆层中存在缺陷，造成激光熔覆层的性能变差，且降低激光熔覆层与基材之间的结合强度，导致激光熔覆层容易出现开裂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种激光熔覆设备，包括：

激光熔覆机，用于将熔覆材料激光熔覆于基材上，以在所述基材上形成第一熔覆层，所述激光熔覆机包括用于产生激光束的激光器和用于引导所述激光束辐照至加工区域并将熔覆材料喷出至所述基材上的激光束喷嘴；

强脉冲能量束/粒子束发生装置，用于产生强脉冲能量束或粒子束，对所述基材与所述第一熔覆层之间形成的界面进行冷加工处理，以在所述基材与所述第一熔覆层之间形成的界面处形成连续渐变的过渡层；以及

延时触发装置，用于在所述激光熔覆机激光熔覆所述基材后的预设延迟时间内，触发所述强脉冲能量束/粒子束发生装置工作，所述延时触发装置与所述强脉冲能量束/粒子束发生装置电性相连。

进一步地，所述第一熔覆层上熔覆有若干层第二熔覆层，若干所述第二熔覆层于所述第一熔覆层上沿所述第一熔覆层的厚度方向层叠叠置，所述第一熔覆层与所述第二熔覆层之间的界面处形成有连续渐变的过渡层，且相邻两层所述第二熔覆层之间的界面处形成有连续渐变的过渡层。

进一步地，所述预设延迟时间为所述激光熔覆机将熔覆材料激光熔覆后的10^-6sec～10sec内。

进一步地，所述强脉冲能量束的辐照面积为10-6mm²～104mm²，频率为1～107/sec，波长为280nm～1200nm，单脉冲的脉宽为10-14sec～10-9sec，单脉冲的能量密度为0.01mJ/mm²～100J/mm²，总能量密度为0.01J/mm²～100J/mm²。

进一步地，所述强脉冲能量束/粒子束发生装置为强脉冲电子束发生器、强脉冲离子束发生器或超快激光脉冲发生器中的一种。