[发明专利]一种激光预熔覆辅助等离子增材制造设备与方法

摘要

本发明公开了一种激光预熔覆辅助等离子增材制造设备，包括成型密封腔、保护气气瓶、集成控制系统、集尘器、两轴变位机、监控系统、增材机器人、焊炬架、等离子束熔融沉积系统以及激光沉积预熔覆系统。本发明通过在等离子束增材区域先沉积上一层激光熔覆层，解决了等离子束增材制造异种材料界面结合问题，提高了等离子束增材制造的界面结合强度和零件性能。本发明还采用了六轴焊接机器人与两轴变位机协同工作，工作范围大，能够实现大尺寸零件的快速成型或修复和复杂空间曲面等复杂零件的制造，并且通过引进增材监控系统，实现对成形过程的在线监控、对成型尺寸的反馈调节，提高了成型质量。

主权项

1.一种激光预熔覆辅助等离子增材制造设备，其特征在于，包括成型密封腔、保护气气瓶、集成控制系统、集尘器、两轴变位机、监控系统、增材机器人、焊炬架、等离子束熔融沉积系统以及激光沉积预熔覆系统；/n成型密封腔设有接口，保护气气瓶通过接口向成型密封腔内通入保护气，提供惰性气体进行气氛保护；/n两轴变位机用于提供C轴和A轴方向的转动；两轴变位机布置有预热用的加热垫；加热垫通过电缆与加热装置相连；/n焊炬架用于放置等离子束焊炬和激光熔覆头；/n两轴变位机、增材机器人、监控系统、集尘器和焊炬架均位于成型密封腔内部，其中增材机器人和监控系统位于两轴变位机一侧，集尘器位于变位机另一侧；/n所述监控系统搭载有高速摄像机和光二极管，用于在增材过程中实时获取熔池图像和零件图像；/n所述等离子束熔融沉积系统包括等离子束焊炬、送粉器、等离子发生器、水冷机；所述送粉器用于在增材过程中向等离子束焊炬提供金属粉末材料；所述等离子发生器与等离子束焊炬相连接，用于在加工过程中产生等离子束；/n所述激光沉积预熔覆系统包括激光熔覆头和激光器；激光熔覆头分别与激光器和送粉器相连接；所述水冷机分别与激光头和激光器相连接，用于提供冷却水冷却；/n所述保护气气瓶与等离子发生器相连接，提供电离气体；保护气气瓶与送粉器相连接，用于气载送粉；保护气气瓶分别与等离子束焊炬和激光熔覆头相连接，提供加工过程中的保护气；/n所述焊炬架、成型密封腔、增材机器人、两轴变位机、监控系统、等离子束熔融沉积系统以及激光沉积预熔覆系统均与集成控制系统相连接，由集成控制系统进行协同控制。/n