首页 > 金属材料 专利正文
一种多功能激光熔覆装置的制作方法

时间:2022-02-06 阅读: 作者:专利查询

一种多功能激光熔覆装置的制作方法

1.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:

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.激光熔覆装置的功能优势非常明显,但在较多的应用场合任然需要使用激光手动焊接去完成对零件的焊,但目前市场上激光手动焊接装置或激光熔覆装置都是独立实现各自功能,激光手动焊接需要借用焊枪实现零件的焊接,激光熔覆需要借助与机械手实现工件的熔覆成形,无法同时实现激光手动焊接和激光熔覆同时工作,市场上都是独立的设备实现两个功能,其成本高,设备占用空间大,设备利用率低,无法实现一机多用。


技术实现要素:

6.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多功能激光熔覆装置,该装置可以自由切换激光焊接和激光熔覆成形两个功能,提高了设备的使用效率。
7.为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种多功能激光熔覆装置,包括一三光束激光熔覆喷头、一激光器和一送丝装置,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所述三光束激光熔覆喷头的丝材喷嘴下方,并在工件上形成光斑,所述送丝装置将熔覆丝材送入所述激光熔覆喷头,所述熔覆丝材从所述丝材喷嘴喷出,并被所述光斑包络,所述激光熔覆喷头上设置有一机械臂连接装置,所述机械臂连接装置通过一快拆接口连接在有一机械手上,所述机械手与所述三光束激光熔覆喷头构成激光熔覆装置;所述激光熔覆喷头上还固定有一握持手柄,所述握持手柄上设置有用于控制激光器及送丝装置启停的控制开关,所述握持手柄与所述三光束激光熔覆喷头构成激光焊接装置。
8.进一步的,所述三光束激光熔覆喷头悬挂在一固定装置,所述送丝装置与所述三光束激光熔覆喷头之间设置有一矫正轮装置,所述送丝装置与所述三光束激光熔覆喷头之
间的所述熔覆丝材穿过所述矫正轮装置。
9.本发明的基本工作原理如下:当需要实现激光熔覆成形时,将本发明的三光束激光熔覆喷头通过机械臂连接装置固定在机械手上,让机械手实现对三光束激光熔覆喷头的运动控制,通过智能控制实现激光熔覆成形工作;当需要实现激光焊接时,将本发明的三光束激光熔覆喷头脱离机械手的控制,通过握持手柄实现手动操作三光束激光熔覆喷头,通过控制开关控制激光投射和送丝与否,以此实现手持激光送丝焊接的功能。
10.与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:1、本发明在现有熔覆喷头上增加了操作手柄和开关按钮,通过连接激光器,就可以实现手持激光送丝焊接;当需要用到激光熔覆成形时,就通过机械臂连接装置实现机械手与三光束激光熔覆喷头的连接,让机械手实现对三光束激光熔覆喷头的运动控制,实现激光熔覆成形工作;一个设备可以实现两个功能,提高了设备的利用率。
11.2、本发明的机械臂连接装置与机械手的连接通过一快拆接口实现,提高了三光束激光熔覆喷头与机械手之间连接与分离的操作效率,进而增加了手动焊接与激光熔覆功能切换的便捷性。
12.3、本发明在送丝装置与三光束激光熔覆喷头之间设置的矫正轮装置,可以有效调整熔覆丝材进入三光束激光熔覆喷头时弯曲度,确保熔覆丝材一定的顺直效果。
附图说明
13.图1为本发明的多功能激光熔覆装置的结构示意图。
14.图2为本发明作为手持式激光焊接装置时激光熔覆喷头部分的剖视图。
15.图3为本发明一实施例的矫正轮装置的结构示意图。
16.图4为本发明一实施例的矫正轮装置在某一组滚珠布局处的剖视图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
18.在本发明的描述中,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发明和简化描述,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发明的限制;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发明中的具体含义。
19.参见图1所示,一种多功能激光熔覆装置,包括一三光束激光熔覆喷头1、一激光器
6和一送丝装置7,所述激光器6通过光纤将激光束601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602投射在所述三光束激光熔覆喷头1的丝材喷嘴101下方,并在工件上形成光斑,所述送丝装置7将熔覆丝材701送入所述激光熔覆喷头1,所述熔覆丝材701从所述丝材喷嘴102喷出,并被所述光斑包络,所述激光熔覆喷头1上设置有一机械臂连接装置8,所述机械臂连接装置8通过一快拆接口801连接在有一机械手4上,所述机械手与所述三光束激光熔覆喷头1构成激光熔覆装置;如图2所示,所述激光熔覆喷头1上还固定有一握持手柄2,所述握持手柄2上设置有用于控制激光器6及送丝装置7启停的控制开关3,所述握持手柄2与所述三光束激光熔覆喷头1构成激光焊接装置。。
20.优选的,所述激光熔覆喷头1悬挂在一固定装置5上,所述固定装置5内设置有一收绳装置501,所述三光束激光熔覆喷头1悬挂在所述收绳装置501的绳索502上。所述收绳装置501可以在悬挂所述激光熔覆喷头1的同时,随着手持操作的位移,即时调整所述绳索502的伸出长度。便于所述三光束激光熔覆喷头1在不同的位置空间工作。
21.进一步的,所述送丝装置7与所述三光束激光熔覆喷头1之间设置有一矫正轮装置9,所述送丝装置7与所述三光束激光熔覆喷头1之间的所述熔覆丝材701穿过所述矫正轮装置10。
22.优选的,参见图3所示,所述矫正轮装置9包括一万象竹节管901,所述万象竹节管901内设置有一柔性球保持架902,所述柔性球保持架902上每隔一定距离设置有一组滚珠903,一组所述滚珠903之间留有通孔,所述熔覆丝材701穿过所述通孔。
23.优选的,参见图4所示,一组所述滚珠903包括三个,三个所述滚珠903的球心的连接线形成一等边三角形。
24.经过实际操作发现,当本实施例的多功能激光熔覆装置多次应用于手动激光焊接后,由于对三光束激光熔覆喷头1的高频率的“不规则”的位移后,使得熔覆丝材701发生较大的扭曲,而熔覆丝材进入三光束激光熔覆喷头1时处于直线状态时,更有利于激光熔覆的工作过程,因此,需要及时调整熔覆丝材的弯曲程度。本实施例的矫正轮装置9可以通过万象竹节管901任意方向地调整,以此矫正熔覆丝材的弯曲度。由于熔覆丝材701是通过滚珠903实现的滚动摩擦,因此当万象竹节管901具有一个角度时,也并不会导致丝材与管壁的滑动摩擦损耗丝材。
25.最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,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,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。