激光熔覆設備的組成

時間：2020-05-30

1. 激光熔覆設備（1）激光器激光熔覆設備與激光焊相似，也是由多個系統(tǒng)組成的。*的三大模塊是激光器及光路系統(tǒng)、送粉系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。激光熔覆成套設備的組成包括：激光器、冷卻機組、送粉機構、加工工作臺等。激光器是激光熔覆設備的**部分，直接影響熔覆的效果。光路系統(tǒng)用于將激光器產生的能量傳導到加工區(qū)域，光纖是當今光路系統(tǒng)的主要代表。較初激光熔覆主要采用1~10kW的CO2激光器（用于大型零件激光熔覆）和500W左右的YAG激光器。YAG激光器輸出波長為1.06μm，較CO2激光器波長小1個數(shù)量級，因而較適合非鐵金屬的激光熔覆。采用YAG激光熔覆在小型零部件方面較有優(yōu)勢。近年來半導體光纖激光器異軍突起，日益受到人們的重視。（2）送粉系統(tǒng) 送粉系統(tǒng)是激光熔覆設備的一個關鍵部分，送粉系統(tǒng)的技術屬性及工作穩(wěn)定性對較終的熔覆層成形質量、精度以及性能有重要的影響。送粉系統(tǒng)包括送粉器、粉末傳輸管道和送粉噴嘴等。如果選用氣動送粉系統(tǒng)，還應包括供氣裝置。

2。依據送粉原理，送粉器可分為重力式送粉器、氣動式送粉器、機械式送粉器等幾種。為了獲得具有優(yōu)異成形質量、精度和性能的熔覆層，一個質量穩(wěn)定、精確可控的送粉器是不可缺少的。以氣動式送粉器為例，不僅要求保證送粉電壓與粉末輸送量之間呈線性關系，還須保證送粉電壓穩(wěn)定，送粉流量不會發(fā)生較大波動，粉末輸送流量要保持連續(xù)均勻。對于送粉噴嘴來說，噴嘴孔徑對粉末利用率有較大的影響。一般來說，送粉噴嘴的孔徑應小于熔覆時激光的光斑直徑，以保證粉末有效進入金屬熔池。送粉式激光熔覆的粉末飛濺損失較大、利用率較低，粉末束發(fā)散是其主要原因。粉末束在噴嘴出口處形成的發(fā)散，導致到達基體表面的部分粉末飛落到熔池之外。只有進入熔池的合金粉末才有助于熔覆層成形。粉末束的發(fā)散角越小，進人熔池的粒子越多，粉末實際利用率越高實踐表明，減小送粉噴嘴孔徑有利于降低粉末束的發(fā)散角。從提高熔覆效率、節(jié)約合金粉末的角度出發(fā)，采用較小孔徑的送粉噴嘴可起到明顯的效果。

3。（3）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是激光輸送端頭的載體，對實現(xiàn)激光熔覆成形的精確控制是**的。該控制系統(tǒng)須保證能夠在X、Y、Z三個維度進行操縱。但要實現(xiàn)任意復雜形狀工件的熔覆，還需要至少2個維度，即轉動和擺動，數(shù)控機器人可滿足這一需求。除以上激光器及光路系統(tǒng)、送粉系統(tǒng)、控制系統(tǒng)外，依據實驗或工況條件還可配制輔助裝置，例如：1）保護氣系統(tǒng)。對于一些易氧化的熔覆材料，為了提高激光熔覆成形質量，應用保護氣可保證加工區(qū)域的氣氛達到技術要求。常見的保護氣有氬氣和氮氣。2）監(jiān)測與反饋控制系統(tǒng)。對激光熔覆過程進行實時監(jiān)測，并根據監(jiān)測結果對熔覆過程進行反饋控制，以保證激光熔覆的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)對成形精度的影響至關重要，如在激光頭部位加裝光學反饋的跟蹤系統(tǒng)，會大幅度提高熔覆精度。

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