一种激光熔覆系统

1.本实用新型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：

2.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。
3.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。
4.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。
5.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。


技术实现要素：

6.为克服现有技术中存在的不足，本实用新型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。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
8.一种激光熔覆系统，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。
9.本实用新型的激光熔覆系统进行激光熔覆的方法如下：
10.1）开启所述dc电源加热模块对所述丝材进行加热；
11.2）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；
12.3）关闭所述dc电源加热模块；
13.4）启动所述激光器；
14.5）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。
15.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
16.1、本实用新型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。
17.2、本实用新型的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
18.图1为本实用新型的激光熔覆系统的系统架构图。
19.图2本实用新型的激光熔覆系统的三光束激光熔覆喷头剖视图。
20.图3为本实用新型的一实施例的加热装置与激光熔覆装置的装配关系图。
21.图4为本实用新型的激光熔覆方法流程示意图。
22.图5为本实用新型的一实施例的熔覆中间过程效果示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.实施例1：
26.参见图1、图2所示，本实施例的一种激光熔覆系统，包括一三光束激光熔覆喷头1、一激光器5和一送丝装置4，所述三光束激光熔覆喷头1通过一机械臂连接装置2固定在一机械手3上，所述激光器5通过光纤将激光束送入所述三光束激光熔覆喷头1，所述三光束激光熔覆喷头1产生三光束投射在丝材喷嘴101下方的基材6上，所述丝材喷嘴101通过喷嘴导柱102固定在所述三光束激光熔覆喷头1上，所述送丝装置4将丝材401送入所述激光熔覆喷头1，所述丝材401从所述丝材喷嘴101喷出，并被所述光斑包络，其特征在于：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801和一手动开关模块804，所述手动开关模块804连接所述dc电源加热模块801，所述dc电源加热模块801连接一加热元件802，所述加热元件802套设在所述丝材喷嘴101与基材6之间的所述丝材401上。
27.进一步的，所述dc加热系统还包括一温度测量模块803，所述温度测量模块803的输入端连接至所述加热元件802，所述温度测量模块803的输出端连接一加热系统控制模块806，所述加热系统控制模块806连接所述dc电源加热模块801。
28.优选的，所述加热系统控制模块806还连接一温度显示模块805。
29.优选的，参见图3所示，所述dc加热系统集成为一可拆卸的加热装置8，所述加热装置8可拆卸的固定在所述喷嘴导柱102上，所述加热装置8上端为所述丝材401的入口，下端为所述丝材401的出口，所述出口处设置有耐热喷嘴9，所述耐热喷嘴9内设置所述加热元件802，所述丝材401通过所述加热元件802从所述耐热喷嘴9喷出后成为受热丝材402。本实施例的加热装置8由于可自由拆卸，因此可视为一独立可选加装机构，且固定在喷嘴导柱102上，在使用的过程中，无需额外的定位操作，以激光熔覆系统原有移动系统即可实施动态加热过程。
30.实施例2：
31.参见图4所示，一种激光熔覆的方法，其按以下步骤实施：
32.6）开启所述dc电源加热模块801对所述丝材401进行加热；
33.7）根据熔覆层尺寸要求，移动所述三光束激光熔覆喷头1，将所述受热丝材402粘接在所述基材6表面；如图5所示，所述受热丝材402铺设在所述基材6上。
34.8）关闭所述dc电源加热模块801；
35.9）启动所述激光器5；
36.10）三光束从所述激光熔覆喷头1内部射出，如图5所示，光斑10照射到所述受热丝材402表面，所述受热丝材402在三光束的能量作用下，所述受热丝材402和所述基材6实现冶金结合，形成熔覆层；
37.进一步的，本实施例的一种激光熔覆的方法，在步骤3和步骤4之间还包括以下步骤：
38.3.1）所述温度测量模块803将监测到的所述加热元件802实时反馈给所述加热系统控制模块806，并通过所述温度显示模块805将实时温度进行显示；
39.3.2）通过观察所述受热丝材402与所述基材6结合情况，所述加热系统控制模块806控制所述dc电源加热模块801进行加热或停止加热。
40.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。