專利名稱：一種自動送粉激光感應復合熔覆裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于激光加工技術領域，具體涉及一種自動送粉激光感應 復合熔覆裝置。
背景技術：
激光熔覆技術是采用高能量密度的激光束在工件表面熔覆一層特殊性 能的材料，以改善其表面性能的工藝。與傳統(tǒng)的難焊與熱噴涂工藝相比， 激光熔覆技術具有如下優(yōu)點(l)激光束能量密度高，在熔覆過程中可以將 工件的熱影響區(qū)與熱變形降低到最小程度；(2)通過調節(jié)工藝參數(shù)，可以獲 得稀釋率小于10n/。Wt的熔覆層；(3)熔覆層與基材形成冶金結合，結合強度 高，不易剝落；(4)通過專門設計的導光系統(tǒng)，可以對深孔、內孔和凹槽等 部位進行激光熔覆處理，結合多道多層技術可以獲得滿足不同尺寸要求的 熔覆層；(5)激光熔覆技術對環(huán)境無污染，自動化程度高。因此，在汽車、 冶金、航空航天、船舶、軌道運輸?shù)阮I域具有十分廣闊的應用前景。然而，到目前為止，激光熔覆技術在工業(yè)中得到的應用程度并未達到 早期預想的目標，主要原因在于(1)高功率激光加工設備的一次性投資 較大，且維護費用昂貴；(2)激光熔覆效率遠低于傳統(tǒng)工藝，如堆焊與熱 噴涂，因此單位面積涂層的制造成本偏高；(3)雖然可以將激光與熱噴涂 結合起來實現(xiàn)激光熱噴涂復合熔覆技術(J. Suutala， J. Tuominen， P. Vuoristo. Laser-assisted spraying and laser treatment of thermally sprayed coatings, Surface & Coatings Technology, 201 (2006): 1981-1987)，可以提高激光熔覆效 率，但由于激光熔覆過程的快速加熱與快速冷卻凝固、熱應力大的特點， 在大塊材料表面進行激光熔覆時，熔覆層極易產生裂紋。特別是在可焊性 差的基材表面，裂紋問題一直是激光熔覆加工難以逾越的主要障礙，制約 了該技術的工業(yè)化應用?！倪M行預熱處理，降低熔覆層的冷卻速度及與基材間溫度梯度，被認為是消除裂紋的最有效方法。Yoshiwam與Kawaname(Method for surface alloying metal with a high density energy beam and an alloy steel, United States, United States Patent, 4750947， 1988)采用加熱爐或氧乙炔火焰 將工件預熱到600-800°C，在激光熔覆速度達5.4m/min的條件下，獲得了 無裂紋的熔覆層。這種預熱基材的復合熔覆技術與傳統(tǒng)激光熔覆相比較， 在相同工藝參數(shù)條件下熔覆效率提高了 225%。但是，對于形狀復雜與尺寸 大的工件，該技術需要復雜的加熱爐長時間進行保溫，在工件表面容易產 生氧化鐵皮，嚴重影響了激光熔覆層的質量。經過爐中預熱之后的工件有 相當高的溫度，在高溫的環(huán)境中裝卸與夾持工件及送粉加工頭也很不方便， 不但工作效率低，還容易灼傷操作人員。而采用氧乙炔火焰進行預熱，工 件的受熱過程慢，熱影響區(qū)較大，導致基材組織粗大，機械性能惡化。此 外，上述兩種復合熔覆方法只能夠對外觀簡單的零部件進行激光熔覆加工， 無法對復雜零部件或者空心部件的內壁進行激光熔覆處理，其裝置的通用 性不強。另一方面，近年來，操作方便的感應加熱熔覆技術，引起了人們的廣 泛興趣。感應熔覆加工技術可以獲得大面積的熔覆層，生產成本低，效率 高。但感應熔覆技術存在如下缺點(1)待熔覆材料需要預涂于基材表面， 熔覆準備工作量較大；(2)熔化必須控制在液一固兩相之間，易出現(xiàn)熔覆 層流失，因而熔覆層的致密性稍差；(3)感應熔覆過程中，所能夠達到的 最高溫度有限，因此對于一些高熔點的合金層難以實現(xiàn)熔覆加工；(4)單 純感應熔覆所需要消耗的能量大，易產生基體過熱，產品質量不易控制。發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種自動送粉激光感應復合熔覆裝置，該 裝置通用性強，操作方便，并且粉末利用率高。本實用新型提供的自動送粉激光感應復合熔覆裝置，包括激光器、導
光系統(tǒng)和聚焦系統(tǒng)、自動送粉器和激光加工數(shù)控工作臺；激光器、導光系 統(tǒng)和聚焦系統(tǒng)位于同一光路上，激光器發(fā)出的激光束經過導光系統(tǒng)傳輸?shù)?聚焦系統(tǒng)加以聚焦，聚焦系統(tǒng)用于將激光束轉換成橢圓形或者矩形光斑照 射至工件表面；導氣管的出氣口位于聚焦系統(tǒng)與待處理工件之間；激光加 工數(shù)控工作臺包括數(shù)控機床和工件夾持裝置；工件夾持裝置固定在數(shù)控機 床上，用于安裝待處理工件；其特征在于該裝置還包括感應加熱裝置，感應加熱裝置包括高頻感應加熱電源和 感應加熱線圈，感應加熱線圈與高頻感應加熱電源電連接；工作時，感應 加熱線圈與待處理工件的待處理面之間的距離為l一10mm內，自動送粉器 的粉末噴嘴與激光光軸的夾角為30°-70°。本實用新型將高頻感應加熱和激光熔覆技術相結合，可在大型工件表 面獲得滿足尺寸要求且無裂紋的熔覆層，而且可以大幅度提高熔覆速度和 效率。為了避免常規(guī)加熱方法如加熱爐或氣體火焰加熱等的加熱效率低而 且易造成重要部件損壞等缺點，本實用新型將激光與感應加熱組合起來， 采用同步自動送粉的多道多層搭接熔覆技術，在工件表面快速獲得大面積、 無氣孔、無裂紋、性能優(yōu)良的熔覆層。具體而言，本實用新型具有以下技 術效果(1) 高功率激光器和高功率感應加熱裝置相組合，可使激光感應復合熔覆過程中的金屬粉末沉積效率可達到3-10kg/h或者更高(取決于所采用感 應功率、感應線圈的分布方式以及所采用激光器的功率等)，粉末利用率可 超過90%。(2) 本實用新型中的感應加熱裝置安裝定位方便；根據(jù)不同的感應加熱 線圈形狀及線圈與激光束的相對位置分布，感應加熱裝置可以對工件完成 預熱、后熱或與激光同時作用的加熱處理；被加熱的工件不需要與感應熱 源接觸，加熱時間短，裝卸方便。由于感應熱源的引入，工件表面的溫度 顯著提高，使得激光能量用于加熱基材的比例降低，而更多地消耗在粉末 的加熱與熔化方面，因此激光能量的利用率大大提高，不僅使得激光熔覆 速度大幅度提高(范圍一般在l一10m/min甚至更高)，熔覆效率(指單位
時間所能熔覆的合金粉末質量)也得到大幅度提高。依據(jù)所熔覆的材料、 基材的體積和厚度等參數(shù)的不同，激光感應復合熔覆效率比單純激光熔覆的效率可以提高1一10倍。(3) 本實用新型裝置易于實現(xiàn)對需要加熱的區(qū)域可準確定位和控制，而 不必對工件進行整體加熱，因此對工件的尺寸與形狀無限制。(4) 本實用新型裝置結構簡單，操作簡便，不需要操作人員近距離手 工操作，屬于同步加熱方式，克服了常規(guī)預熱方法加熱速度慢、加熱溫度 不高、操作人員無法靠近的缺點。(5) 本實用新型裝置適合的熔覆材料范圍很廣，包括各種耐磨、耐蝕材 料，或者耐高溫氧化材料和復合材料。


圖1為激光感應復合熔覆小型軸類實心部件表面的裝置示意圖； 圖2為激光感應復合熔覆大型軸類實心部件表面的裝置示意圖； 圖3為圖2中感應加熱線圈與工件表面的相對位置示意圖； 圖4為采用單匝感應線圈的激光感應復合熔覆加工管材部件外表面的 裝置示意圖；圖5為采用多匝感應線圈的激光感應復合熔覆加工管材部件外表面的 裝置示意圖；圖6為采用單匝感應線圈的激光感應復合熔覆加工管材部件內表面的 裝置示意圖；圖7為采用多匝感應線圈的激光感應復合熔覆加工管材部件內表面的 裝置示意圖；圖8為激光感應復合熔覆加工管材部件內表面時連接感應加熱線圈和送粉噴嘴的裝夾示意圖；圖9為圖6和圖7中感應加熱線圈與工件表面的相對位置示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例子對本實用新型進一步說明。
如圖1所示，本實用新型裝置包括激光器1 、導光系統(tǒng)3和聚焦系統(tǒng)2、 自動送粉器13、感應加熱裝置和激光加工數(shù)控工作臺。激光器l、導光系統(tǒng)3和聚焦系統(tǒng)2位于同一光路上，激光器l發(fā)出的 激光束經過導光系統(tǒng)3傳輸?shù)骄劢瓜到y(tǒng)2加以聚焦，聚焦系統(tǒng)2將激光束 轉換成橢圓形或者矩形光斑照射至工件表面，聚焦系統(tǒng)2可以根據(jù)不同的 需求安裝不同規(guī)格的非球面反射鏡或者積分鏡予以實現(xiàn)。與保護氣體氣源 相連的導氣管4出氣口位于聚焦系統(tǒng)2與待處理工件10之間，并對準激光 光斑在工件表面的作用區(qū)。自動送粉器13的粉末噴嘴15與激光光軸的夾角為30°-70°。加工時， 粉末噴嘴末端與工件的垂直距離為2-15mm。感應加熱裝置包括高頻感應加熱電源5和感應加熱線圈9，感應加熱線 圈9與高頻感應加熱電源5相連，用于對待處理工件10進行加熱。感應加 熱線圈9根據(jù)待處理工作的處理部位不同，可以位于待處理工件10的外表 面處，也可以位于待處理工件的內壁內。加工時，將工件待處理面與感應 加熱線圈之間的距離控制在l一10mm內。激光加工數(shù)控工作臺包括數(shù)控機床6和工件夾持裝置。數(shù)控機床6采 用四軸聯(lián)動數(shù)控工作臺為宜，這樣X、 Y、 Z軸作直線運動，A軸作旋轉運 動。工件夾持裝置固定在數(shù)控機床6上，用于將待處理工件10安裝在數(shù)控 機床6。工件夾持裝置根據(jù)待處理工件10的不同作相應的選擇。如圖l、圖2所示，工件夾持裝置由一對旋轉工作臺7、 ll和一對三爪 卡盤8、 12構成。旋轉工作臺7和11均固定在數(shù)控機床6上， 一對三爪卡 盤8、 12分別安裝在旋轉工作臺7、 11上，用于裝夾待加工工件IO。如圖4-7所示，工件夾持裝置由旋轉工作臺7、三爪卡盤8和頂針16 構成。旋轉工作臺7和頂針16分別固定在數(shù)控機床6上，三爪卡盤8安裝 在旋轉工作臺7上。根據(jù)待處理工件的尺寸與感應加熱線圈9的功率，感應加熱線圈9可 以是單匝(如圖2、圖4所示)或多匝(如圖1、圖5所示)，感應加熱線 圈9也可以是圓形(如圖1、圖4、 5所示)或半圓形(如圖2、 3所示)，
感匝數(shù)和形狀可以根據(jù)工況要求進行選擇。當加工管件內壁時，本實用新型裝置如圖6、圖7所示，感應加熱線圈 9和送粉噴嘴15通過夾具18安放在管材內。如圖8所示，夾具18分別夾 持感應加熱線圈9和送粉噴嘴15，送粉噴嘴15通過夾具18可以調整角度， 夾具18與感應加熱線圈9和送粉噴嘴15的連接部位經過絕緣處理，使感 應加熱線圈9和送粉噴嘴15彼此絕緣。激光束通過導光系統(tǒng)3和聚焦系統(tǒng) 2作用于管材內壁，聚焦系統(tǒng)2由一個平面反射鏡和一個聚焦鏡組成，平面 反射鏡與工件軸向成45。夾角并通過連接桿放置于管材內。如圖9所示，感 應加熱線圈9上安裝有導磁體17，置于待加工工件10內。實例實例1:小型軸類實心部件表面的激光感應復合熔覆處理對于小型軸類實心部件，具體實施方式
以輥徑為325mm的軋輥為例進行說明，其它小型軸類實心部件的激光感應復合熔覆方法類似。采用如圖l所示的裝置，根據(jù)輥徑選擇轉速，對于輥徑325mm的軋輥，其轉速設置為0.5 — 10轉/分鐘，可以對軋輥等實心部件進行快速熔覆強化與修復處理。實施基本步驟如下(1) 材料選擇。熔覆材料采用碳化鎢+鎳基金屬復合材料，其中碳化 鎢粒度為一 140+240目的鑄造碳化鎢，粘結相使用粒度為一 140+320目的 鎳基自熔合金Ni60。碳化鎢與鎳基自熔合金混合均勻，碳化鎢質量百分含 量為50 % wt,軋輥基材采用高碳合金鋼。(2) 感應加熱裝置采用多匝圓環(huán)線圈，將軋輥與感應加熱線圈之間的 距離調節(jié)為5mm，激光束輻照在工件(軋輥)表面的位置處于感應線圈之 間。調整激光熔覆噴嘴的粉末落點位置，使其與聚焦激光束輻照在軋輥表 面的位置相同或者略微靠前，以便使得合金粉末以一定速度通過激光束斑， 并且快速發(fā)生熔化，形成熔覆層。同時，調節(jié)粉末噴嘴15的位置，使其與 激光光軸成30。夾角，粉末噴嘴15的末端與軋輥10表面的距離為12mm。(3) 用高頻感應線圈對軋輥進行加熱，通過調節(jié)感應加熱功率，使軋
輥表面溫度在900-1100。C范圍內，同時通過導氣管將N2吹入感應加熱區(qū)防止 其氧化。(3) 啟動高功率C(V激光器，使其輸出功率達到5KW。采用自動送粉器將熔覆粉末送至工件表面感應區(qū)域，同時利用激光束將粉末材料熔覆在 工件表面上。激光束經聚焦系統(tǒng)2的非球面反射鏡將光斑聚焦成橢圓形光斑 (或者通過積分鏡將光斑聚焦為矩形光斑)。調節(jié)送粉器13的粉末流量為 7.6kg/h，激光掃描速度3.2m/min。(4) 對于軋輥等圓形零部件，激光熔覆過程采用螺旋掃描方式，即軋 輥旋轉一周的同時，沿著軸向(x軸)移動一段距離，具體值一般為x軸方向光 斑直徑的30 — 70%。對于本實驗條件下，控制熔覆層的搭接率為50%，經過 不斷的螺旋掃描，直至完成一層熔覆層加工。(5) 重復步驟(2)-(4)，直到熔覆層的厚度達到所要求的厚度。獲得的熔覆層可以完全滿足尺寸與性能要求，并且完全沒有氣孔與裂紋，粉末利 用率達94%。實例2:大型軸類實心部件表面的激光感應復合熔覆處理對于大型軸類實心部件，具體實施方式
以輥徑為650mm的軋輥為例進行說明，其它大尺寸軸類實心部件表面的激光感應復合熔覆處理方法類似。 采用如圖2所示的裝置，根據(jù)輥徑的大小選擇轉速，主要是確保激光加 工時的線速度在所需要的范圍內。對于輥徑650mm的軋輥，其轉速設置為 0.3—5轉/分，可以對大型軋輥等實心部件進行快速熔覆強化與修復處理。 實施基本步驟如下(1) 材料選擇。熔覆材料采用碳化鎢+鎳基金屬復合材料，其中碳化 鎢粒度為一 140+240目的鑄造碳化鎢，粘結相使用粒度為一 140+320目的 鎳基自熔合金Ni60。碳化鎢與鎳基自熔合金混合均勻，碳化鎢質量百分含 量40^wt，軋輥基材采用中碳合金鋼。(2) 感應加熱裝置采用半圓形線圈，將軋輥與感應加熱線圈之間的距 離調節(jié)為2mm，感應加熱區(qū)域略超前于激光輻照區(qū)域。調整激光熔覆粉末 噴嘴的粉末落點位置，使其與聚焦激光束輻照在軋輥表面的位置相同或者
略微靠前，以便使得合金粉末以一定速度通過激光束斑，并且快速發(fā)生熔化，形成熔覆層。同時，調節(jié)粉末噴嘴15的位置，使其與激光光軸成45。夾 角，粉末噴嘴15的末端與軋輥10表面的距離為14mm。(3)用高頻感應線圈對軋輥進行加熱，通過調節(jié)感應加熱功率，使軋 輥表面溫度在800-1000。C范圍內，同時通過導氣管將N2吹入感應加熱區(qū)防止其氧化。(3) 采用自動送粉器將熔覆粉末送至工件表面感應區(qū)域，同時利用激 光束將粉末材料熔覆在工件表面上。將激光束經聚焦系統(tǒng)2中的非球面反射 鏡調節(jié)成橢圓形光斑，或者采用積分鏡調節(jié)成矩形光斑。調節(jié)送粉器13的 粉末流量為6.5kg/h,激光熔覆功率選擇5KW，激光掃描速度2.8m/min。(4) 激光熔覆過程采用螺旋掃描方式，在本實驗中控制熔覆層的搭接 率為40%，直至完成一層熔覆層加工。(5) 重復步驟(2)-(4)，直到熔覆層厚度達到所要求的熔覆層厚度(例 如5mm)。獲得的熔覆層可以完全滿足尺寸與性能要求，并且完全沒有氣孔 與裂紋，粉末利用率達94%。實例3:管狀部件外壁的激光感應復合熔覆處理對于管狀部件，以外徑為108mm，且壁厚為5mm的管材為例進行說明，其它管狀部件的外表面激光感應加熱復合熔覆處理的方法類似。 采用如圖4所示的裝置，其實施基本步驟如下(1) 材料選擇。熔覆材料采用碳化鉤+鎳基金屬復合材料，其中碳化 鎢粒度為一 140+240目的鑄造碳化鎢，粘結相使用粒度為一 140+320目的 鎳基自熔合金Ni45。碳化鎢與鎳基自熔合金混合均勻，碳化鎢質量百分含 量60%?；w采用低碳鋼管材。(2) 將管材與感應加熱線圈之間的距離調節(jié)為4mm，感應加熱裝置由 多匝圓環(huán)線圈組成，感應加熱區(qū)域略超前于激光輻照區(qū)域。調整激光熔覆 噴嘴的粉末落點位置，使其與聚焦激光束輻照在管材表面的位置相同或者 略微靠前，同時調節(jié)粉末噴嘴10的位置，使其與激光光軸成50。夾角，粉末 噴嘴10的末端與管材9的距離為15mm。(3) 用高頻感應線圈對管材進行預熱，通過調節(jié)感應加熱功率，使管 材表面溫度在700-80(TC范圍內，同時，通過導氣管4將N2吹入感應加熱區(qū)防 止其氧化。(4) 啟動激光器，將其輸出功率調至5KW。采用自動送粉器將熔覆粉 末送至工件外表面感應區(qū)域，同時利用激光束將粉末材料熔覆在工件表面。 激光束經聚焦系統(tǒng)2中的非球面反射鏡聚焦成橢圓形光斑，或者采用積分鏡 調節(jié)成矩形光斑。同時調節(jié)送粉器13的粉末流量為4.5kg/h,激光掃描速度 2.3m/min。(5) 在本實驗中控制熔覆層的搭接率為40%，激光熔覆過程采用螺旋掃描方式，直至完成一層熔覆層加工。(6) 重復步驟(2)-(5)，直到熔覆層厚度達到所要求的技術指標(如 2.5mm)。獲得的熔覆層可以完全滿足尺寸與性能要求，并且沒有氣孔與裂 紋，粉末利用率達94%。實例4:管狀部件內壁的激光感應復合熔覆處理對于管狀部件，以內徑為98mm,且壁厚為5mm的管材為例進行說明，其它管狀部件的內表面激光感應加熱復合熔覆加工的方法類似。 采用如圖6所示的裝置，其實施基本步驟如下-(1) 材料選擇。熔覆材料采用碳化鎢+鎳基金屬復合材料，其中碳化 鎢粒度為一140+240目的燒結碳化鎢，粘結相使用粒度為一 140+320目的 鎳基自熔合金Ni45。碳化鎢與鎳基自熔合金混合均勻，碳化鎢質量百分含 量30^wt?；w采用低碳鋼管材。(2) 將管材與感應加熱線圈之間的距離調節(jié)為3mm,感應加熱裝置為 一個安裝有導磁體的圓環(huán)線圈，感應加熱區(qū)域略超前于激光輻照區(qū)域。調 整激光熔覆噴嘴的粉末落點位置，使其與激光束輻照在管材內表面的位置 相同或者略微靠前，同時調節(jié)粉末噴嘴10的位置，使其與激光光軸成70。夾 角，粉末噴嘴10的末端與管材9的距離為8mm。(2)將管材與感應加熱線圈之間的距離調節(jié)為4mm，用高頻感應線圏 10對管材8進行預熱，通過調節(jié)感應加熱功率，使軋輥表面溫度在500-70(TC
范圍內。(3) 采用自動送粉器將熔覆粉末送至管材內表面感應區(qū)域，同時利用 激光束將粉末材料熔覆在工件內表面。將激光束經聚焦系統(tǒng)2中的非球面反 射鏡調節(jié)成橢圓形光斑，或者采用積分鏡調節(jié)成矩形光斑。調節(jié)送粉器13 的粉末流量為3.6kg/h，激光熔覆功率選擇4KW，激光掃描速度3.5m/min。(4) 激光熔覆過程采用螺旋掃描方式。當熔覆完一道后，管材同時沿 著軸向移動一個螺距，控制熔覆層的搭接率為40%,直至完成一層熔覆層加 工。此實施例共熔覆一層熔覆層，達到所要求的熔覆層厚度0.8mm。獲得的 熔覆層可以完全滿足尺寸與性能要求，并且完全沒有氣孔與裂紋，粉末利 用率達90%。本實用新型的范圍并不局限于上述實施例，本領域一般人員根據(jù)本實 用新型公開的內容，可以采用其它多種方式實現(xiàn)本實用新型的技術方案。
權利要求1、一種自動送粉激光感應復合熔覆裝置，包括激光器、導光系統(tǒng)和聚焦系統(tǒng)、自動送粉器和激光加工數(shù)控工作臺；激光器、導光系統(tǒng)和聚焦系統(tǒng)位于同一光路上，激光器發(fā)出的激光束經過導光系統(tǒng)傳輸?shù)骄劢瓜到y(tǒng)加以聚焦，聚焦系統(tǒng)用于將激光束轉換成橢圓形或者矩形光斑照射至工件表面；導氣管的出氣口位于聚焦系統(tǒng)與待處理工件之間；激光加工數(shù)控工作臺包括數(shù)控機床和工件夾持裝置；工件夾持裝置固定在數(shù)控機床上，用于將待處理工件安裝在數(shù)控機床；其特征在于該裝置還包括感應加熱裝置，感應加熱裝置包括高頻感應加熱電源(5)和感應加熱線圈(9)，感應加熱線圈(9)與高頻感應加熱電源(5)電連接；工作時，感應加熱線圈(9)與待處理工件(10)的待處理面之間的距離為1-10mm內，自動送粉器(13)的粉末噴嘴(15)與激光光軸的夾角為30-70°。
2、 根據(jù)權利要求1所述的復合熔覆裝置，其特征在于所述工件夾持 裝置由一對旋轉工作臺(7、 11)和一對三爪卡盤(8、 12)構成，旋轉工 作臺(7、 11)均固定在數(shù)控機床(6)上， 一對三爪卡盤(8、 12)分別安 裝在旋轉工作臺(7、 11)上，用于裝夾待加工工件(10)。
3、 根據(jù)權利要求1所述的復合熔覆裝置，其特征在于所述工件夾持 裝置由旋轉工作臺(7)、三爪卡盤(8)和頂針(16)構成；旋轉工作臺(7) 和頂針(16)分別固定在數(shù)控機床(6)上，三爪卡盤(8)安裝在旋轉工作臺(7)上。
4、 根據(jù)權利要求3所述的復合熔覆裝置，其特征在于感應加熱線圏 (9)和送粉噴嘴(15)通過夾具(18)放置于待加工工件(10)的管壁內，感應加熱線圈(9)上安裝有導磁體(17)，聚焦系統(tǒng)(2)由一個平面反射 鏡和一個聚焦鏡組成；加工時，平面反射鏡與待加工工件(10)軸向成45° 夾角，平面反射鏡和感應加熱線圈(9)置于待加工工件(10)的管壁內。
專利摘要本實用新型公開了一種自動送粉激光感應復合熔覆裝置。本實用新型將激光束與高頻電磁感應加熱耦合起來，實現(xiàn)激光與感應加熱復合熔覆的過程。裝置包括激光器、激光導光裝置、激光聚集系統(tǒng)、高頻感應加熱器、數(shù)控機床和工件夾持裝置。工作時，工件待處理表面與感應加熱線圈之間的距離為1-10毫米。本實用新型通用性強，可在各種材質的實心部件的表面及管狀零件的內外表面進行激光感應復合熔覆高性能材料涂層的表面處理。該熔覆方法的特征在于用高頻感應加熱器對工件進行同步加熱，采用自動送粉器將熔覆粉末送至工件表面的激光輻照區(qū)，合金粉末在激光束的作用下瞬間發(fā)生熔化，形成合金層，最大熔覆速度達10m/min，熔覆效率比常規(guī)激光熔覆提高了1-10倍，粉末利用率超過90％，適用的熔覆材料范圍廣，包括各種耐磨、耐蝕材料，或者耐高溫氧化材料，也包括復合材料，而且熔覆層無氣孔與裂紋。
文檔編號C23C24/00GK201053029SQ20072008522
公開日2008年4月30日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權日2007年6月13日
發(fā)明者周圣豐, 曾曉雁, 胡乾午, 黃永俊 申請人:華中科技大學