[发明专利]一种强制冷却环境下电磁搅拌辅助进行激光熔覆的方法和装置

摘要

本发明提供了一种强制冷却环境下电磁搅拌辅助进行激光熔覆的方法和装置，所述的装置包括光纤激光器、液氮强制冷却平台、电磁搅拌平台、温度检测反馈系统、计算机控制系统。发明方法为把试样放置于紫铜加工而成的专用夹具上，通过液氮强制冷却紫铜夹具间接传递至试样，实现试样在熔覆过程中的强制冷却。同时，通过计算机调控电磁搅拌平台的磁场强度，实现强制冷却下电磁搅拌激光熔覆工艺。本发明在强制冷却及电磁搅拌辅助下进行激光熔覆制备复合涂层，能显著提高复合涂层与基体良好的冶金结合能力，同时实现熔覆层内硬质相、组织分布均匀，晶粒细化、避免应力集中，消除激光熔覆层的裂纹和气孔等缺陷，提高熔覆层质量。

主权项

1.一种强制冷却环境下电磁搅拌辅助激光熔覆装置，其特征在于，包括激光发射装置、强制冷却控制装置、电磁搅拌装置、保护气氛装置、三轴联动工作台、温度检测反馈装置、计算机(1)，所述三轴联动工作台由X方向运动平台(18)、Y方向运动平台(19)、Z方向运动平台(20)构成，X方向运动平台(18)、Y方向运动平台(19)、Z方向运动平台(20)的移动由计算机(1)控制；所述强制冷却控制装置包括高压液氮罐(24)、电磁阀(21)、液氮隔热收容箱、液位计(5)、夹具(11)，所述液氮隔热收容箱固定在三轴联动工作台上，所述液氮隔热收容箱与高压液氮罐(24)连通，所述液氮罐(24)与液氮隔热收容箱之间设置电磁阀(21)和液氮罐压力表(22)，电磁阀(21)与计算机(1)相连，夹具(11)固定在收容箱上端开口处，液位计(5)设在液氮隔热收容箱内，液位计(5)与计算机(1)相连，所述液位计(5)用于检测液氮的液位、并反馈给计算机(1)，计算机(1)通过控制电磁阀(21)调控高压液氮罐阀门(23)来保证液氮隔热收容箱内液氮的容量；所述保护气氛装置包括保护气氛箱(8)、氩气喷射嘴(9)、高压氩气罐(27)，保护气氛箱(8)设在液氮隔热收容箱上部、并笼罩所述夹具(11)，所述氩气喷射嘴(9)伸入保护气氛箱(8)内、且与高压氩气罐(27)相连，所述氩气喷射嘴(9)与高压氩气罐(27)之间设有氩气罐压力表(25)；所述激光发射装置包括激光器(2)、激光束发射头(6)，激光器(2)在计算机(1)的控制下发射激光束，所述保护气氛箱(8)顶板为透光板(7)，激光束发射头(6)通过透光板孔伸入保护气氛箱(8)内；所述温度检测反馈装置为装在保护气氛箱(8)内的红外测温器(4)，所述红外测温器(4)与计算机(1)相连，用于检测工件表面的温度，反馈给计算机(1)；所述电磁搅拌装置包括电磁线圈(15)、电磁调控器(3)，所述电磁线圈(15)套在液氮隔热收容箱和保护气氛箱(8)外，使所述夹具(11)位于电磁线圈(15)的中心；所述电磁线圈(15)与电磁调控器(3)相连，所述电磁调控器(3)与计算机(1)相连，计算机(1)通过控制电磁调控器(3)设定所需的磁场强度参数。