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CN114535800A - 一种激光熔覆重熔设备 - Google Patents

一种激光熔覆重熔设备 Download PDF

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CN114535800A
CN114535800A CN202210312220.2A CN202210312220A CN114535800A CN 114535800 A CN114535800 A CN 114535800A CN 202210312220 A CN202210312220 A CN 202210312220A CN 114535800 A CN114535800 A CN 114535800A
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CN
China
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laser
light
seat
remelting
laser head
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Application number
CN202210312220.2A
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English (en)
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刘卫兵
陆文渊
王明娣
李朋坤
汤子麟
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Suzhou Beam Photoelectric Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Beam Photoelectric Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Abstract

本发明公开了一种激光熔覆重熔设备,其激光头能够相对运动地设置在机台上,激光头包括具有导光通道的导光座,导光通道包括主通道、第一支通道、第二支通道,激光头还具有进光口、第一出光口与第二出光口,沿激光的传输路径上,进光口位于主通道的后端部,第一出光口位于第一支通道的前端部,第二出光口位于第二支通道的前端部,第一出光口与第二出光口沿第一方向间隔设置,激光头还包括分光镜,分光镜位于主通道中,且分光镜能够沿第一方向相对运动地设置在导光座上,第一支通道与第二支通道分设于分光镜的第一方向的相异两侧。该激光熔覆重熔设备可显著改善工件表面熔覆层的光洁度,提升工件表面的硬度、耐磨性等。

Description

一种激光熔覆重熔设备
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域,尤其涉及一种适用于长条形工件的激光熔覆重熔设备。
背景技术
激光熔覆是金属工件加工制造过程中常用的一种表面处理工艺。激光熔覆工艺通过激光照射材料表面,同时添加合金粉末,将合金粉末快速熔化,再快速凝固形成致密、均匀并且厚度可控的冶金结合层,从而达到修复工件表面,提高硬度、耐磨性、抗蚀性及强化延长寿命的效果。现有技术中,激光熔覆工艺往往存在熔覆层表面不平整,易出现裂纹、气孔,成分偏析等诸多缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题,提供一种高效能够获得高质量熔覆层的激光熔覆重熔设备。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种激光熔覆重熔设备,包括机台,以及设置在所述机台上的工件承载装置、激光加工装置,所述激光加工装置包括激光头,所述激光头能够相对运动地设置在所述机台上,所述激光头包括具有导光通道的导光座,所述导光通道包括主通道、第一支通道、第二支通道,沿激光的传输路径上,所述第一支通道与所述第二支通道均位于所述主通道的前方,所述激光头还具有进光口、第一出光口与第二出光口,沿所述激光的传输路径上,所述进光口位于所述主通道的后端部,所述第一出光口位于所述第一支通道的前端部,所述第二出光口位于所述第二支通道的前端部,所述第一出光口与所述第二出光口沿第一方向间隔设置,所述激光头还包括分光镜,所述分光镜位于所述主通道中,且所述分光镜能够沿所述第一方向相对运动地设置在所述导光座上,所述第一支通道与所述第二支通道分设于所述分光镜的第一方向的相异两侧,所述激光头还包括送粉机构,所述送粉机构包括送粉喷嘴,沿所述激光的传输路径上,所述送粉喷嘴位于所述第一出光口的前侧。
优选地,所述激光头能够沿所述第一方向相对运动地设置在所述机台上,当所述激光熔覆重熔设备工作时,所述激光头沿所述第一方向单向运动,沿所述激光头的运动方向上,所述第一出光口位于所述第二出光口的前侧。从而该设备先对工件进行激光熔覆,再对熔覆层进行激光重熔,能够有限改善熔覆层的裂纹、气孔、成分偏析等问题。
进一步优选地,所述激光熔覆重熔设备还包括感应线圈,当所述激光熔覆重熔设备工作时,沿所述激光头的运动方向上,所述感应线圈与所述激光头同步运动地设置,所述感应线圈位于所述第一出光口的前侧。从而感应线圈能够在激光熔覆之前对工件进行预热,减少因工件表面温度剧烈变化而引起的熔覆层不均匀等问题。
优选地,所述激光头还包括分束镜,所述分束镜位于所述主通道中,沿所述激光的传输路径上,所述分束镜位于所述分光镜的后侧,所述激光经过所述分束镜后分为第一光束与第二光束,所述第二光束经所述分光镜后分为第三光束与第四光束,所述第一光束与所述第三光束均进入所述第一支通道,所述第四光束进入所述第二支通道。从而确保熔覆激光的功率大于重熔激光,符合实际工艺需求。
进一步优选地,所述激光头还包括用于改变所述第一光束传输方向的第一反射镜、用于改变所述第三光束传输方向的半透射镜、用于改变所述第四光束传输方向的第二反射镜,所述第一光束能够透过所述半透射镜传输。从而使得两束出射光与入射光相互平行,有利于减小设备体积,且便于操作进行。
优选地,所述激光头还包括分光镜调节机构,所述分光镜调节机构包括:调节座,所述分光镜固设于所述调节座上;交叉滚子导轨,所述交叉滚子导轨沿所述第一方向延伸,所述调节座能够沿所述交叉滚子导轨的延伸方向相对滑动地设置在所述交叉滚子导轨上;调节件,所述调节件设置在所述调节座上,所述调节件具有位于所述导光座外部的操作端部;定位槽,所述定位槽开设在所述调节座上,且所述定位槽具有沿所述第一方向间隔设置的多个;定位件,所述定位件能够沿第二方向相对运动地设置在所述导光座上,所述第二方向与所述第一方向相互垂直,所述定位件具有分设于自身长度方向相异两端部的第一端部与第二端部,其中所述第一端部能够形状配合地插入其中一个所述定位槽中,所述第二端部位于所述导光座的外部。从而能够对分光镜的位置进行精确调整,进而调整熔覆激光与重熔激光的相对功率大小,适配于不同工件、不同材料的加工需求。
优选地,所述激光头还包括重熔聚焦镜,所述重熔聚焦镜能够沿所述激光的传输方向相对运动地设置在所述第二支通道中,所述激光头还包括用于驱使所述重熔聚焦镜在所述第二支通道中相对运动的焦距调节机构。从而能够对重熔激光的焦距进行精确微调,不必受限于熔覆激光的焦距,适用于要求不同熔覆层厚度的工件。
优选地,所述激光头还包括检测机构,所述检测机构包括具有检测通道的附加座,所述附加座固设于所述导光座上,所述检测通道与所述第一支通道相互连通,所述检测机构还包括设置在所述附加座上的检测相机,所述检测相机的摄像头与所述检测通道相连通。从而便于操作人员从外部监视激光熔覆过程,即使发现异常,并实时调整激光、送粉等参数,保证工艺质量。
优选地,所述工件承载装置包括用于夹持工件的夹持座,所述夹持座能够绕转动中心线相对转动地设置在所述机台上,所述转动中心线沿所述第一方向延伸,所述激光熔覆重熔设备还包括第一导轨,所述第一导轨沿所述第一方向延伸,所述激光头能够沿所述第一导轨的延伸方向相对运动地设置在所述第一导轨上。从而适用于液压支架等圆柱状、长条状的待加工工件,加工过程中只需要驱动工件旋转运动、驱动激光头单向直线运动,设备结构简单,两者配合也更为稳定,有助于提高加工精度。
优选地,所述激光熔覆重熔设备还包括滑动座,所述滑动座能够沿所述第一导轨的延伸方向相对滑动地设置在所述第一导轨上,所述滑动座上设有第二导轨,所述第二导轨沿第三方向延伸,所述第三方向垂直于所述第一方向,所述激光头能够沿所述第二导轨的延伸方向相对滑动地设置在所述第二导轨上。从而能够灵活调整激光头,尤其是熔覆激光的焦距,实现精准熔覆。
优选地,所述工件承载装置还包括顶推座,所述顶推座能够沿所述第一方向相对运动地设置在所述机台上,所述转动中心线与所述顶推座的实体相交。从而对于长度较长的工件,能够从其两端部同时进行夹持和驱动旋转,减少工件加工过程中的跳动,进一步提高工件旋转时的稳定性,提高加工精度。
由于上述技术方案的运用,本发明提供的激光熔覆重熔设备,在一个激光头上融合了激光熔覆、激光重熔两种功能,激光头结构紧凑,占用空间较小,有效解决了现有技术中激光熔覆层容易产生裂纹、气孔、成分偏析的问题。具体地,该激光头仅需要一束入射光,通过分光镜等光学器件将入射光分为两束出射光——熔覆激光与重熔激光,且这两束出射光的相对功率大小可以自由调节,根据待加工工件的实际参数进行调整,从而适配于不同材料工件、不同熔覆层的要求。如此,待加工工件先经过一次激光熔覆,获得熔覆层,再对熔覆层进行激光重熔,使得熔覆层经历了一个快速熔化-凝固过程,把杂质、气孔、化合物等都释放出来,同时由于迅速冷却而使熔覆层晶粒得到细化,可显著改善工件表面熔覆层的光洁度,获得平整、致密、坚硬的熔覆层,提升工件表面的硬度、疲劳强度、耐磨性、抗蚀性,延长工件使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
附图1为本发明一具体实施例中激光熔覆重熔设备的立体示意图;
附图2为本实施例中激光头的立体示意图;
附图3为本实施例中激光头的立体结构分解示意图;
附图4为本实施例中激光头的内部结构示意图;
附图5为本实施例中导光通道中的光路示意图;
附图6为本实施例中分光镜及分光镜调节机构的立体示意图;
附图7为图6的侧视示意图;
其中:100、机台;110、第一导轨;111、第一电机;120、滑动座;121、延伸杆;130、第二导轨;131、第二电机;140、激光头座;210、夹持座;211、夹爪;212、旋转驱动机构;220、顶推座;221、顶推端头;222、操作转盘;230、机台导轨;310、激光器;320、激光头;410、感应线圈;420、中频感应加热装置;600、工件;700、激光;701、第一光束;702、第二光束;703、第三光束;704、第四光束;
1、导光座;11、导光通道;11a、主通道;11b、第一支通道;11c、第二支通道;12、QBH接头;21、进光口;22、第一出光口;23、第二出光口;3、分光镜;31、第一反光面;32、第二反光面;4、送粉喷嘴;41、风刀;5、分束镜;61、第一反射镜;62、半透射镜;63、第二反射镜;71、调节座;72、交叉滚子导轨;73、调节件;73a、操作端部;74、定位槽;75、定位件;75a、第一端部;75b、第二端部;76、弹簧;81、准直镜组;82、熔覆聚焦镜;83、重熔聚焦镜;831、蜗轮;832、蜗杆;832a、调焦端部;833、螺纹杆;84、保护镜;91、附加座;911、检测通道;92、检测相机;93、检测镜;94、第三反射镜;
X、第一方向;Y、第二方向;Z、第三方向;1001、转动中心线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。
参见图1所示,一种激光熔覆重熔设备,用于对工件600的外表面进行激光熔覆及激光重熔双重加工,使得工件600获得平整无裂纹的熔覆层。该激光熔覆重熔设备尤其适用于金属材料的长条状的工件600,例如图中所示的圆棒状工件600,本实施例中该工件600具体为一液压支架。
该激光熔覆重熔设备包括机台100,以及设置在机台100上的工件承载装置、激光加工装置等。为方便描述,本实施例中以机台100为参照建立XYZ坐标系,其中第一方向X为工件600的长度延伸方向,该设备正常运行时第一方向X为水平方向;第二方向Y为与第一方向X相互垂直的另一水平方向,而第三方向Z为垂直于水平面的竖直方向。
本实施例中,机台100上设有沿第一方向X延伸的机台导轨230。工件承载装置包括用于对工件600进行定位的夹持座210及顶推座220。其中,夹持座210上设有用于夹紧工件600一端部的多个夹爪211,且包括夹爪211在内的夹持座210整体能够绕转动中心线1001相对旋转地设置在机台100上,转动中心线1001沿第一方向X延伸,且转动中心线1001与工件600的轴心线共线延伸。夹持座210的一侧设有用于驱动其匀速旋转的旋转驱动机构212。另一方面,顶推座220能够沿第一方向X相对滑动地设置在机台导轨230上,转动中心线1001与顶推座220的实体相交。本实施例中,顶推座220具有能够绕转动中心线1001旋转的顶推端头221,以及用于调节与锁定顶推座220在机台导轨230上的相对位置的操作转盘222。如此,针对不同长度的工件600,可以在激光加工之前先调节顶推座220在机台导轨230上的位置,使得顶推端头221恰好抵靠在工件600的另一端部上。从而在激光加工的过程中,夹持座210与顶推座220能够从两端夹持住工件600并带动其平稳旋转。在一些实施例中,当工件600的长度较短时,也可以不使用顶推座220,仅依靠夹持座210驱动工件600旋转,同样能够达到所需的稳定性。
本实施例中,激光加工装置包括电性连接的激光器310与激光头320。其中激光器310固设于机台100上并用于产生激光,激光头320能够相对运动地设置在机台100上,用于出射激光。为了实现对工件600的精准加工,该激光熔覆重熔设备还包括设置在机台100上的第一导轨110、滑动座120、第二导轨130、激光头座140等。其中,第一导轨110沿第一方向X延伸,滑动座120能够沿第一方向X相对滑动地设置在第一导轨110上,滑动座120上还连接有向下延伸的延伸杆121。本实施例中,当工件600被夹持座210所夹持时,第一导轨110位于工件600的正上方。滑动座120上设有第二导轨130,第二导轨130沿第三方向Z延伸,激光头座140能够沿第三方向Z相对运动地设置在第二导轨130上,激光头320即固设于激光头座140上。该激光熔覆重熔设备还包括用于驱动滑动座120在第一导轨110上相对滑动的第一电机111、用于驱动激光头座140在第二导轨130上相对滑动的第二电机131。如此,在第一电机111的驱动下,激光头320能够平行于工件600的轴向运动,并自上而下地将激光照射在工件600的外表面上;在第二电机131的驱动下,激光头320能够上下移动调节焦距,灵活适用于不同粗细的工件600。
此外,本实施例中激光熔覆重熔设备还包括预热机构,预热机构包括电性连接的感应线圈410及中频感应加热装置420。其中,感应线圈410固定连接在延伸杆121的下端部,且感应线圈410能够沿轴向套设在工件600上。在第一电机111的驱动下,感应线圈410能够沿工件600的轴向相对运动,且沿第一方向X上,感应线圈410与激光头320的运动速度保持一致。中频感应加热装置420在感应线圈410中通入中频交变电流,从而利用电磁感应现象对金属工件600进行预热,预热温度可根据工艺需求调控,有利于后续熔覆层的形成,减少因工件600表面温度剧烈变化而引起的气孔、裂纹等问题。
参见图2~5所示,激光头320包括具有导光通道11的导光座1,导光座1的上端部具有用于与激光器310的连接线(图中未示出)相连接的QBH接头12,导光通道11包括主通道11a、第一支通道11b与第二支通道11c,沿激光700的传输路径上,第一支通道11b与第二支通道11c均位于主通道11a的前方。激光头320还具有进光口21、第一出光口22与第二出光口23,其中进光口21设置在QBH接头12上,沿激光700的传输路径上,进光口21位于主通道11a的后端部,第一出光口22位于第一支通道11b的前端部,第二出光口23位于第二支通道11c的前端部,第一出光口22与第二出光口23沿第一方向X间隔设置。此外,激光头320还包括送粉机构,送粉机构包括送粉喷嘴4,沿激光的传输路径上,送粉喷嘴4位于第一出光口22的前侧。
本实施例中,该激光头320旨在在工件600上先后实现激光熔覆、激光重熔两种加工。因此,由进光口21入射的一束激光700经过多组光学器件后最终分为两束出射光——熔覆激光与重熔激光,其中熔覆激光经第一支通道11b后从第一出光口22射出,重熔激光经第二支通道11c后从第二出光口23射出。熔覆激光与重熔激光的波长等参数均相同,主要区别在于熔覆激光的功率始终大于重熔激光,符合实际工艺需求。
当该激光熔覆重熔设备工作时,第一电机111驱使激光头320沿第一方向X单向运动(图1中所示为从左向右运动),沿激光头320的运动方向上,感应线圈410、第一出光口22、第二出光口23自前向后依次设置,从而使得工件600的外表面依次经过预热、激光熔覆、激光重熔三道工序,获得高质量的熔覆层。
具体地,激光头320中的光学器件包括沿激光700的传输方向自后向前依次设置在主通道11a中的准直镜组81、分束镜5及分光镜3,沿熔覆激光的传输方向自后向前依次设置的第一反射镜61、半透射镜62及熔覆聚焦镜82,以及沿重熔激光的传输方向自后向前依次设置的第二反射镜63、重熔聚焦镜83及保护镜84等。其中,激光700进入进光口21后首先经过准直镜组81进行准直处理,变为平行激光束。随后,该平行激光束经过具有固定透射比的分束镜5后分为第一光束701与第二光束702。本实施例中,分束镜5的透射比可以是1:1,即第一光束701与第二光束702的功率比是1:1。其中,第一光束701为反射光,射向第一反射镜61;第二光束702为折射光,射向分光镜3。进一步地,第一光束701经第一反射镜61改变传输方向后透过半透射镜62进入第一支通道11b。而第二光束702经分光镜3分光后又分为第三光束703与第四光束704,第三光束703与第四光束704的传输方向相反。其中,第三光束703照射到半透射镜62上后被反射而改变传输方向,同样进入第一支通道11b;第四光束704经第二反射镜63改变传输方向而进入第二支通道11c。
由上可知,熔覆激光就是第一光束701与第三光束703汇合后经熔覆聚焦镜82聚焦输出的光线,重熔激光就是第三光束703经重熔聚焦镜83聚焦输出的光线,熔覆激光、重熔激光均沿第三方向Z延伸。
本实施例中,熔覆聚焦镜82的前侧还设有风刀41,风刀41位于送粉喷嘴4的后侧,用于保证送粉喷嘴4吹出的高温飞散粉末不会反向飞入第一支通道11b中而损坏各镜片。类似地,保护镜84主要用于阻挡激光加工过程中的粉末飞溅,保护重熔聚焦镜83。重熔聚焦镜83的前侧还设有用于将飞溅的粉末吹走、保护重熔聚焦镜83的送气喷嘴(图中未示出)。
本实施例中,熔覆激光与重熔激光的相对功率大小可以进行调节,以适配于不同工件600、不同熔覆层的需求。该调节主要通过改变第三光束703与第四光束704的相对功率大小实现,进一步说,就是由改变分光镜3在第一方向X上的相对位置来实现。
参见图6、7所示,本实施例中,分光镜3能够沿第一方向X相对运动地设置在导光座1上,第一支通道11b与第二支通道11c分设于分光镜3的第一方向X的相异两侧。此处分光镜3采用五棱镜,其具有分设于第一方向X相异两侧且相邻的第一反光面31与第二反光面32,激光700照射到第一反光面31与第二反光面32的交界处时,即可被分为两束并分别经第一反光面31与第二反光面32反射,成为第三光束703与第四光束704。
具体地,导光座1上设有分光镜调节机构,包括调节座71、交叉滚子导轨72、调节件73、定位槽74、定位件75及弹簧76等。其中,分光镜3固设于调节座71上。交叉滚子导轨72具有沿第二方向Y间隔设置的两组,每组交叉滚子导轨72均沿第一方向X延伸,调节座71能够沿第一方向X相对滑动地设置在交叉滚子导轨72上。本实施例中,调节件73为沿第一方向X的延伸的丝杆,且调节件73具有分设于调节座71第一方向X两侧的两组,每组调节件73的一端部能够相对旋转地设置在调节座71上,另一端部为位于导光座1外部的操作端部73a。该操作端部73a具有螺丝槽,操作者可以利用螺丝刀来旋转操作端部73a,进而驱动调节座71在交叉滚子导轨72上相对滑动。
进一步地,定位槽74具有沿第一方向X间隔开设在调节座71的多个,每个定位槽74均为形状相同的小竖槽。从图中可以看出,多个定位槽74并非均匀间隔设置,而是呈中间密集、两侧逐渐稀疏的渐变趋势,这是因为激光700的光束具有中间能量大、周部能量逐渐变小的特性,经过精密计算后,可以设计出与激光700的能量变化相一致的定位槽74分布间隔,使得激光功率的调节实际上也是均匀间隔进行的。
本实施例中,定位件75为一沿第二方向Y延伸的短柱,其具有分设于自身长度方向相异两端部的第一端部75a与第二端部75b,其中第一端部75a能够形状配合地插入其中一个定位槽74中,第二端部75b位于导光座1的外部。具体地,每个定位槽74均为楔形槽,第一端部75a为形状配合的楔形块。定位件75能够沿第二方向Y相对运动地设置在导光座1上,与操作端部73a相类似地,第二端部75b具有螺丝槽,供操作者从外部进行旋转操作,进而驱动定位件75沿第二方向Y运动。弹簧76绕设在定位件75上并用于驱动其远离定位槽74运动。
如此,当拧紧定位件75时,第一端部75a固定地插设在其中一个定位槽74中,调节座71被相对固定,该激光熔覆重熔设备可正常使用。当需要调节分光镜3的位置时,反向拧动第二端部75b,在弹簧76的推动下第一端部75a脱离定位槽74,随后即可通过旋转操作端部73a来改变调节座71的位置,调节到位后,再次拧紧第二端部75b,使得第一端部75a插入对应位置的另一个定位槽74,完成调节。
需要说明的是,由于交叉滚子导轨72的特殊结构,尤其适合于微量进给,可承受任何方向的力矩负载。本实施例中,交叉滚子导轨72的滚子能够在第一方向X上提供一定的阻力,防止第一端部75a插入定位槽74的过程中调节座71受到径向推力而出现滑移,影响调节精度,
此外,参见图1~4所示,为了实现激光头320焦距的精准调节,除了上述第二导轨130之外,本实施例中的重熔聚焦镜83还可进行焦距微调——在已经调节好熔覆聚焦镜82的焦距、满足激光熔覆要求的情况下,能够进一步对重熔聚焦镜83进行微调,满足不同厚度熔覆层的激光重熔要求。具体地,重熔聚焦镜83能够沿第三方向Z相对运动地设置在第二支通道11c中,激光头320还包括用于驱使重熔聚焦镜83在第二支通道11c中相对运动的焦距调节机构。本实施例中,焦距调节机构包括相互配合的蜗轮831、蜗杆832及螺纹杆833。其中,蜗杆832具有位于导光座1外部的调焦端部832a,调焦端部832a上同样具有螺丝槽;蜗轮831与螺纹杆833共轴心线地设置,该轴心线沿第三方向Z延伸,螺纹杆833的一端部与重熔聚焦镜83螺纹配合连接。如此,通过旋转调焦端部832a,即可控制重熔聚焦镜83上下移动,实现焦距调节。
本实施例中,激光头320还包括检测机构,检测机构包括具有检测通道911的附加座91,附加座91固设于导光座1上,且附加座91位于靠近第一出光口22的一侧,检测通道911与第一支通道11b相互连通。检测机构进一步包括设置在第一支通道11b中的检测镜93、设置在检测通道911中的第三反射镜94,以及设置在检测通道911末端的检测相机92,其中检测镜93为半反射半投射镜,在不影响熔覆激光传输的前提下,可以反射第一出光口22处的光线,再经第三反射镜94反射后传递给检测相机92的摄像头。该检测相机92与激光头320外部的计算机及显示器信号连接,从而便于操作者从外部看清第一出光口22处的工作情况,及时调整熔覆激光或送粉喷嘴4的参数,获得高质量的熔覆层。
下面具体阐述本实施例中激光熔覆重熔设备的工作原理:
参见图1所示,首先将待加工的工件600的一端部夹持在夹持座210上,然后沿机台导轨230移动顶推座220,使得顶推端头221抵住工件600的另一端部(工件600较短时也可以不使用顶推座220),并将激光头320沿第一导轨110移动到工件600的最左端。
然后,根据激光熔覆、激光重熔所需的实际工艺参数,调整分光镜3的分光比例,以及熔覆聚焦镜82和重熔聚焦镜83的焦距。
接着,启动旋转驱动机构212、第一电机111、中频感应加热装置420及激光器310,工件600绕转动中心线1001匀速旋转,激光器310沿第一方向X从左向右缓慢运动,同时感应线圈410与激光头320均开始运行,直至激光头320运动至工件600的最右端,关闭电源,完成操作。
综上所述,本实施例的激光熔覆重熔设备,尤其适用于圆棒状的工件600,激光加工方式简单,能够高效、同步地在工件600的外表面先后实现激光熔覆、激光重熔两种加工。熔覆激光先在预热后的工件600表面形成熔覆层,重熔激光再对熔覆层进行重熔,从而能够形成平整无裂纹的熔覆层。并且,工件600与激光头320只需要做简单的旋转或直线运动,就能够相互配合,完成对工件600整个外表面的加工处理,十分简洁且高效。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光熔覆重熔设备,包括机台,以及设置在所述机台上的工件承载装置、激光加工装置,所述激光加工装置包括激光头,所述激光头能够相对运动地设置在所述机台上,其特征在于:
所述激光头包括具有导光通道的导光座,所述导光通道包括主通道、第一支通道、第二支通道,沿激光的传输路径上,所述第一支通道与所述第二支通道均位于所述主通道的前方,
所述激光头还具有进光口、第一出光口与第二出光口,沿所述激光的传输路径上,所述进光口位于所述主通道的后端部,所述第一出光口位于所述第一支通道的前端部,所述第二出光口位于所述第二支通道的前端部,所述第一出光口与所述第二出光口沿第一方向间隔设置,
所述激光头还包括分光镜,所述分光镜位于所述主通道中,且所述分光镜能够沿所述第一方向相对运动地设置在所述导光座上,所述第一支通道与所述第二支通道分设于所述分光镜的第一方向的相异两侧,
所述激光头还包括送粉机构,所述送粉机构包括送粉喷嘴,沿所述激光的传输路径上,所述送粉喷嘴位于所述第一出光口的前侧。
2.根据权利要求1所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于:所述激光头能够沿所述第一方向相对运动地设置在所述机台上,当所述激光熔覆重熔设备工作时,所述激光头沿所述第一方向单向运动,沿所述激光头的运动方向上,所述第一出光口位于所述第二出光口的前侧。
3.根据权利要求2所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于:所述激光熔覆重熔设备还包括感应线圈,当所述激光熔覆重熔设备工作时,沿所述激光头的运动方向上,所述感应线圈与所述激光头同步运动地设置,所述感应线圈位于所述第一出光口的前侧。
4.根据权利要求1所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于:所述激光头还包括分束镜,所述分束镜位于所述主通道中,沿所述激光的传输路径上,所述分束镜位于所述分光镜的后侧,所述激光经过所述分束镜后分为第一光束与第二光束,所述第二光束经所述分光镜后分为第三光束与第四光束,所述第一光束与所述第三光束均进入所述第一支通道,所述第四光束进入所述第二支通道。
5.根据权利要求4所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于:所述激光头还包括用于改变所述第一光束传输方向的第一反射镜、用于改变所述第三光束传输方向的半透射镜、用于改变所述第四光束传输方向的第二反射镜,所述第一光束能够透过所述半透射镜传输。
6.根据权利要求1所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于,所述激光头还包括分光镜调节机构,所述分光镜调节机构包括:
调节座,所述分光镜固设于所述调节座上;
交叉滚子导轨,所述交叉滚子导轨沿所述第一方向延伸,所述调节座能够沿所述交叉滚子导轨的延伸方向相对滑动地设置在所述交叉滚子导轨上;
调节件,所述调节件设置在所述调节座上,所述调节件具有位于所述导光座外部的操作端部;
定位槽,所述定位槽开设在所述调节座上,且所述定位槽具有沿所述第一方向间隔设置的多个;
定位件,所述定位件能够沿第二方向相对运动地设置在所述导光座上,所述第二方向与所述第一方向相互垂直,所述定位件具有分设于自身长度方向相异两端部的第一端部与第二端部,其中所述第一端部能够形状配合地插入其中一个所述定位槽中,所述第二端部位于所述导光座的外部。
7.根据权利要求1所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于:所述激光头还包括重熔聚焦镜,所述重熔聚焦镜能够沿所述激光的传输方向相对运动地设置在所述第二支通道中,所述激光头还包括用于驱使所述重熔聚焦镜在所述第二支通道中相对运动的焦距调节机构。
8.根据权利要求1所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于:所述激光头还包括检测机构,所述检测机构包括具有检测通道的附加座,所述附加座固设于所述导光座上,所述检测通道与所述第一支通道相互连通,所述检测机构还包括设置在所述附加座上的检测相机,所述检测相机的摄像头与所述检测通道相连通。
9.根据权利要求1至8任一项所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于:所述工件承载装置包括用于夹持工件的夹持座,所述夹持座能够绕转动中心线相对转动地设置在所述机台上,所述转动中心线沿所述第一方向延伸,
所述激光熔覆重熔设备还包括第一导轨,所述第一导轨沿所述第一方向延伸,所述激光头能够沿所述第一导轨的延伸方向相对运动地设置在所述第一导轨上。
10.根据权利要求9所述的激光熔覆重熔设备,其特征在于:所述激光熔覆重熔设备还包括滑动座,所述滑动座能够沿所述第一导轨的延伸方向相对滑动地设置在所述第一导轨上,所述滑动座上设有第二导轨,所述第二导轨沿第三方向延伸,所述第三方向垂直于所述第一方向,所述激光头能够沿所述第二导轨的延伸方向相对滑动地设置在所述第二导轨上;和/或,
所述工件承载装置还包括顶推座,所述顶推座能够沿所述第一方向相对运动地设置在所述机台上,所述转动中心线与所述顶推座的实体相交。
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