[发明专利]一种激光熔覆系统及其方法

说明书

本发明公开了一种激光熔覆系统，包括一三光束激光熔覆喷头、一激光器和一送丝装置，所述三光束激光熔覆喷头通过一机械臂连接装置固定在一机械手上，还包括一DC加热系统，所述DC加热系统包括一DC电源加热模块和一手动开关模块，所述手动开关模块连接所述DC电源加热模块，所述DC电源加热模块连接一加热元件，所述加热元件套设在所述丝材喷嘴与基材之间的所述丝材上。本发明的激光熔覆系统通过DC加热系统将熔覆丝材进行预加热，以此实现了丝材与基材表面的预结合，避免了在熔覆过程中丝材不当的偏向或移位，从而导致熔覆层的行程未达到预定的效果。

技术领域

本发明属于激光熔覆技术领域，具体而言涉及一种激光熔覆装置。

背景技术

激光熔覆（亦称激光熔敷或激光包覆），是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层。

激光熔覆特点：熔覆层稀释度低但结合力强，与基体呈冶金结合，可显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性，从而达到表面改性或修复的目的，满足材料表面特定性能要求的同时可节约大量的材料成本。与堆焊、热喷涂、电镀等传统表面处理技术相比，它具有诸多优点，如适用的材料体系广泛、熔覆层稀释率可控、熔覆层与基体为冶金结合、基体热变形小、工艺易于实现自动化等。

从当前激光熔覆的应用情况来看，其主要应用于三个方面：1、对材料的表面改性，如燃汽轮机叶片，轧辊，齿轮等。2、对产品的表面修复，如转子，模具等。3、激光增材制造，通过同步送粉或送丝的方式，进行逐层的激光熔覆，进而获得具有三维结构的零部件。自20世纪80年代以来，激光熔覆技术得到了国内外的广泛重视，并已在诸多工业领域获得应用。

现有的激光熔覆系统在进行激光熔覆时，常常出现由于熔覆丝材不能很好的与基材表面贴合在一起，而导致熔覆效果不佳。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种激光熔覆系统，该激光熔覆系统可以实现在正式进行激光熔覆前将熔覆丝材与基材表面预先贴合在一起，保证在后续熔覆过程中可以有效形成预定的熔覆层。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种激光熔覆系统，包括一三光束激光熔覆喷头、一激光器和一送丝装置，所述三光束激光熔覆喷头通过一机械臂连接装置固定在一机械手上，所述激光器通过光纤将激光束送入所述三光束激光熔覆喷头，所述三光束激光熔覆喷头产生三光束投射在丝材喷嘴下方的基材上，所述丝材喷嘴通过喷嘴导柱固定在所述三光束激光熔覆喷头上，所述送丝装置将丝材送入所述激光熔覆喷头，所述丝材从所述丝材喷嘴喷出；还包括一DC加热系统，所述DC加热系统包括一DC电源加热模块和一手动开关模块，所述手动开关模块连接所述DC电源加热模块，所述DC电源加热模块连接一加热元件，所述加热元件套设在所述丝材喷嘴与基材之间的所述丝材上。

本发明的激光熔覆系统进行激光熔覆的方法如下：

1）开启所述DC电源加热模块对所述丝材进行加热；

2）根据熔覆层尺寸要求，移动所述三光束激光熔覆喷头，将所述受热丝材粘接在所述基材表；

3）关闭所述DC电源加热模块；

4）启动所述激光器；

5）三光束从所述激光熔覆喷头内部射出，光斑照射到所述受热丝材表面，所述受热丝材在三光束的能量作用下，所述受热丝材和所述基材实现冶金结合，形成熔覆层。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的激光熔覆系统通过DC加热系统将熔覆丝材进行预加热，以此实现了丝材与基材表面的预结合，避免了在熔覆过程中丝材不当的偏向或移位，从而导致熔覆层的行程未达到预定的效果。

2、本发明的DC加热系统结构简单，加装在现有的激光熔覆系统上并不会出现较大的成本增加，可有效推广使用。

附图说明