[发明专利]同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆方法

权利要求书

1.一种基于同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆系统实现的同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆方法，其特征在于，所述同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆系统包括：激光熔覆加工头，被设置用于在工件表面形成激光光斑；激光光斑控制器，被设置用于调节所述激光光斑；送粉装置，被设置用以向所述激光光斑的位置输送粉末；送粉控制器，被设置用于控制送粉；其中，所述送粉装置包括：至少一个送粉器，所述送粉器具有送粉桶；分粉器组合，与所述至少一个送粉器连接；第一侧向送粉组件和第二侧向送粉组件，位于激光熔覆加工头的两侧，并关于激光熔覆加工头的中心轴线成轴对称地设置；所述第一侧向送粉组件和第二侧向送粉组件内分别配置有多个独立分布的粉管；所述粉管的入口端连通至所述分粉器组合，出口端朝向激光熔覆加工头所形成的激光光斑位置；所述送粉桶用于存储的粉末，所述送粉桶被设置成载气输送粉末至分粉器组合，并经由分粉器组合输送至所述第一侧向送粉组件的一个或者多个粉管，以及输送至第二侧向送粉组件的一个或者多个粉管；所述第一侧向送粉组件的粉管被设置成与第二侧向送粉组件的粉管成一一对称的方式同步向所述激光光斑位置送粉，其中一对向同一位置送粉的粉管分别输送不同的粉末，两种粉末在粉末汇聚点区域实现熔化冶金反应，形成冶金结合区作为过渡区；

所述方法包括以下步骤：

首先，根据所需打印工件表面的熔覆层的尺寸，确定涂层制备区域大小和打印轨迹宽度、单道涂层的制备宽度，规划打印路径；再根据规划的打印路径设定送粉路径，进行送粉宽度、粉管数量及粉管间隔距离的设计，确定出粉斑尺寸；再根据设定好的送粉路径选择合适内径的粉管并确定所需送粉的粉管的数量，通过不同类型的分粉器进行粉管之间的连接，根据设定送粉路径确定送粉控制信号S_i（i=1，2……N）；

其中，在送粉路径设置时，第一侧向送粉组件和第二侧向送粉组件的多个粉管被设置成：

1）沿着第一侧向送粉组件与第二侧向送粉组件的粉管排列方向，第一侧向送粉组件的连续p个粉管与第二侧向送粉组件的连续p+1个粉管被设置同步输送第一种粉末；p小于等于P，P表示第一侧向送粉组件和第二侧向送粉组件的粉管的总数；

2）沿着第一侧向送粉组件与第二侧向送粉组件的粉管排列方向的反向，第一侧向送粉组件的连续q+1个粉管与第二侧向送粉组件的连续q个粉管被设置同步输送第二种粉末；其中第一侧向送粉组件的第q+1个粉管与第二侧向送粉组件的第p+1个粉管输送的粉末在粉末汇聚点区域可被激光光斑熔化实现冶金反应，形成冶金结合区作为过渡区；其中，P=p+q+1；

其次，确定与粉斑尺寸适配的光斑尺寸，设定光斑尺寸大于粉斑尺寸；

最后，设置熔覆参数，编写打印程序，根据规划粉斑尺寸启动相应送粉控制信号S_i同步送粉，i=1，2……N，同时对应启动所需光斑尺寸的光斑控制信号K_j，j=1，2……N；i≠j，得到所需尺寸的光斑，进行熔覆打印。

2.根据权利要求1所述的同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆方法，其特征在于，所述激光光斑控制器被设置成控制激光光斑的宽度和/或长度。

3.根据权利要求1所述的同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆方法，其特征在于，所述激光光斑为长条形光斑，光斑尺寸大于送粉形成的粉斑尺寸。

4.根据权利要求1所述的同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆方法，其特征在于，所述第一侧向送粉组件的粉管与所述第二侧向送粉组件的粉管在数量与位置分布上均一一对应地设置。

5.根据权利要求1所述的同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆方法，其特征在于，所述第一侧向送粉组件包括扁平状的第一壳体以及安装在第一壳体内并成阵列式分布的多个粉管，相邻粉管之间的间距相等。

6.根据权利要求5所述的同一光斑异种材料同步分区送粉激光熔覆方法，其特征在于，所述第一侧向送粉组件包括扁平状的第二壳体以及设置在第二壳体内的水冷管路，所述水冷管路具有冷却介质入口以及冷却介质出口；所述第二壳体安装在第一壳体上，并且第二壳体相对于第一壳体更加接近所述激光熔覆加工头。