本發(fā)明屬于增材制造及表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫度、送粉量可自動調(diào)試智能激光熔覆頭及實現(xiàn)辦法。

背景技術(shù)：

激光熔覆技術(shù)是一種新型表面改性技術(shù)，是指在基材表面添加金屬粉末，在激光束作用下將兩者加熱并熔化，光束移開后冷卻形成與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的一種表面強化方法。

目前激光熔覆頭具有較好的同軸送粉功能和能量傳輸功能，但是，不能夠很好檢測控制實時的溫度和送粉量，影響了基材表面質(zhì)量，甚至造成激光熔覆頭的損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的特點，提供一種溫度、送粉量可自動調(diào)試智能激光熔覆頭，該激光熔覆頭有效控制了激光熔覆頭的恒溫和均勻的送粉量，從而保證了基材具有較高表面質(zhì)量。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種溫度、送粉量可自動調(diào)試智能激光熔覆頭，除包括基座套、聚焦鏡、聚焦鏡套、噴嘴芯、冷水套、保護鏡、簡體等基本構(gòu)件外，還包括接觸式溫度傳感器、超聲波粉末密度檢測儀；其溫度調(diào)節(jié)功能實現(xiàn)需接觸式傳感器、計算控制器、制冷機組配合使用，送粉量自動調(diào)試功能實現(xiàn)需超聲波粉末密度檢測儀、計算機控制器、送粉器配合使用。

進一步地，接觸式溫度傳感器、位于激光熔覆頭簡體下端，鑲嵌于粉末腔體的外部。

進一步地，超聲波粉末密度檢測儀位于激光熔覆頭簡體下端，鑲嵌于粉末腔體，兩側(cè)成180°分布，上下錯開。

進一步地，其部件結(jié)構(gòu)，是一體化裝置，其位置布局是根據(jù)各自功能特點和很好功能實現(xiàn)而設(shè)計的。

進一步地，其功能實現(xiàn)都是在激光器正常工作的狀態(tài)下，由設(shè)定的程序通過計算機控制器自動協(xié)調(diào)完成的。

進一步地，其功能實現(xiàn)，是由接觸式傳感器檢測到熔覆頭實際溫度，將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)接嬎銠C控制器，計算機控制器根據(jù)設(shè)定的額定值作出判斷，實時下達指令，然后制冷機根據(jù)指令做出調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)其功能。

進一步地，其功能實現(xiàn)，是由超聲波粉末密度檢測儀檢測腔體內(nèi)粉末密度，將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)接嬎銠C控制器，計算機控制器根據(jù)設(shè)定的公式自動計算轉(zhuǎn)化為送粉量值，與標準值比較后，作出判斷，實時下達指令，然后送粉器根據(jù)指令做出調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)其功能。

進一步地，計算機控制器可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化，設(shè)定新的溫度額定值，從而消除環(huán)境溫度對熔覆頭影響。

進一步地，計算機控制器可以根據(jù)不同粉末和實際表面質(zhì)量，設(shè)定新的送粉量標準值，從而達到最佳送粉狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該激光熔覆頭的設(shè)計發(fā)明，有效控制了送粉量，防止了積粉，堵塞熔覆頭，有效提高粉末利用率，大大降低粉末成本，并且，防止了過量粉末熔合不徹底，粘合在周邊形成氧化皮，很有效提高了表面質(zhì)量和熔合質(zhì)量；

2、該激光熔覆頭的設(shè)計發(fā)明，有效控制了熔覆頭光學器件的冷卻溫度，防止由于溫度過高而造成的光學組件的損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明工作流程圖。

圖1中：1——激光器；2——智能激光熔覆頭；3——計算機控制器；4——送粉器；5——制冷機；①——接觸式傳感器；7——超聲波粉末密度檢測儀。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。

參見圖1，一種溫度、送粉量可自動調(diào)試智能激光熔覆頭及其功能實現(xiàn)方法。

一種溫度、送粉量可自動調(diào)試智能激光熔覆頭，除包括基座套、聚焦鏡、聚焦鏡套、噴嘴芯、冷水套、保護鏡、簡體等基本構(gòu)件外，還包括接觸式溫度傳感器①、超聲波粉末密度檢測儀②。其功能實現(xiàn)方法所需裝置，除智能激光熔覆頭2外，還包括激光器1、制冷機5、送粉器4、計算機控制器3在內(nèi)配合其特性來實現(xiàn)，形成一個實時有效的閉環(huán)系統(tǒng)。

一種溫度、送粉量可自動調(diào)試智能激光熔覆頭的功能實現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟：

a）智能激光熔覆頭2、激光器1、送粉器4、制冷機5都處于正常的工作狀態(tài)；

b)其溫度自動調(diào)試功能實現(xiàn)方法，由接觸式傳感器①檢測到熔覆頭2實際溫度，將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)接嬎銠C控制器3，計算機控制器3根據(jù)設(shè)定的額定值作出判斷，實時下達指令，然后制冷機5根據(jù)指令做出調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)其功能；

c）其送粉量自動調(diào)試功能實現(xiàn)方法，是由超聲波粉末密度檢測儀②檢測腔體內(nèi)粉末密度，將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)接嬎銠C控制器3，計算機控制器3根據(jù)設(shè)定的公式自動計算轉(zhuǎn)化為送粉量值，與標準值比較后，作出判斷，實時下達指令，然后送粉器4根據(jù)指令做出調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)其功能。

以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種溫度、送粉量可自動調(diào)試的智能激光熔覆頭，該激光熔覆頭除包括基座套、聚焦鏡、聚焦鏡套、噴嘴芯、冷水套、保護鏡、簡體等基本構(gòu)件外，還設(shè)計了接觸式溫度傳感器、超聲波粉末密度檢測儀；其功能實現(xiàn)方法所需裝置，除智能激光熔覆頭外，還包括激光器、冷水機組、送粉器、激光器、控制箱在內(nèi)配合其特性來實現(xiàn)，形成一個實時有效的閉環(huán)系統(tǒng)。在激光器正常工作的狀態(tài)下，智能激光熔覆頭通過接觸式溫度傳感器，檢測激光熔覆頭的實時溫度，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C控制器，由計算機控制器根據(jù)已設(shè)定程序的額定值進行比較，然后做出判斷，根據(jù)判斷結(jié)果實時對冷水機下達制冷命令，然后由冷水機根據(jù)指令，調(diào)節(jié)制冷頻率。同樣，智能激光熔覆頭通過固體粉末檢測系統(tǒng)，檢測激光熔覆頭的實時送粉密度，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C控制器，由計算機控制器根據(jù)已設(shè)定程序的公式進行計算轉(zhuǎn)化成送粉量對數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較，然后做出判斷，根據(jù)判斷結(jié)果實時對送粉器下達送粉調(diào)節(jié)指令，然后通過計算機控制器改變送粉器設(shè)定值，從而由送粉器改變送粉量，以此達到最佳送粉效果。

技術(shù)研發(fā)人員：單忠德;孫福臻;姜波
受保護的技術(shù)使用者：機械科學研究總院先進制造技術(shù)研究中心
技術(shù)研發(fā)日：2017.02.21
技術(shù)公布日：2017.08.22