一种半导体激光再制造气保护及烟回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光再制造领域，尤其涉及一种半导体激光再制造气保护及烟回收方法。
[0002]背景介绍
[0003]随着全球范围内资源的日益枯竭和环境污染的不断加剧，发展循环经济、节约资源、保护生态环境、进行绿色制造成为当今社会发展的主题。再制造作为一种先进的制造技术，因其以资源再利用方式满足了社会发展需要，取代了传统的修复、维修手段，得到了迅速的发展。再制造成本约为新品的50%，节能60%、节材70%，它能够最大限度地开发和利用废旧产品中蕴含的价值，减少废旧产品对环境的污染，延长零部件的使用寿命，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要途径之一，具有重要的经济意义和社会意义。
[0004]激光再制造技术是以再制造工程的相关技术和理论为指导，以丧失使用价值的废旧、损伤零部件为再制造毛坯，利用以激光熔覆技术为主的高新技术进行批量化修复、性能升级，使获得的再制造产品的技术性能及质量都能达到甚至超过新品，具有优质、高效、低耗、环保的等特点。激光再制造技术作为一种快速、高效、精密的修复技术，可用于重大装备高附加值零件的高质量修复，不仅具有广阔的市场需求，而且具有显著的经济和社会效益。
[0005]激光熔覆过程中，激光与合金粉末及基体相互作用是一个非常复杂的过程，往往伴随着飞溅、反射和产生大量烟雾或有害气体等现象，这些因素对熔覆层质量产生很大的影响，甚至会对激光器镜头造成损坏，因此，在激光再制造过程中需要通以气体保护，并对烟雾或有害气体回收。
[0006]本发明提供一种半导体激光再制造气保护及烟回收方法。
【发明内容】
[0007]针对上述问题，本发明提供一种结构简单、合理的半导体激光再制造气体保护及烟雾或有害气体回收的方法。
[0008]其特征在于:它包括两个拉法尔气帘、一块中间开有圆孔的铜板、一个轴流风机。拉法尔气帘具有入口小、出口大的特点，两个拉法尔气帘固定在铜板上，以铜板为界对称分布，轴流风机设置在拉法尔气帘正前方。本方法的基本思路是高功率半导体激光器发射激光，经光学转换镜将圆形多模光斑转换成矩形或线形光斑经工作头输出，光束穿过铜板中间圆孔作用到粉末材料及基体上，发生复杂的物理化学反应，产生的烟雾及有害气体由铜板下方拉法尔气帘吹走，由其对面的轴流风机回收，排放到气体回收系统中。该系统中铜板的作用，一方面是防止激光束与材料相互作用中，粉末颗粒飞溅对镜头造成损坏；另一方面防止被材料或基体反射的光束将激光器或镜头烧损，同时，由于铜板的吸收率低，以至于在加工过程中铜板温度不会过高。该系统中铜板上方的拉法尔气帘作用是防止气流回流对激光器及加工质量造成影响。
[0009]本方法用于半导体激光再制造气体保护及烟雾或有害气体回收具有以下优点:
[0010]1、结构简单、设计合理、成本较低、灵活可调；
[0011]2、采用双拉法尔气帘方式，对称分布在铜板上下两侧，不仅可以防止气流回流，还可以有效吹走烟雾及有害气体；
[0012]3、在拉法尔气帘对面上设置一轴流风机，可高效回收烟雾及有害气体进循环系统；
[0013]4、以中间开有圆孔的铜板作为挡板，既可以防止烟雾、飞溅，又可以有效防止反射光束对激光镜头造成烧损，又因为其较低的吸收系数，温度不会过高。
【附图说明】
[0014]图1是本发明结构示意图；
[0015]图2是本发明半导体激光再制造气保护及烟雾回收实例图片；
_6] 具体实施方法
[0017]如图所示，对本发明作进一步说明。
[0018]如图1所示，对本发明涉及一种半导体激光再制造气保护及烟回收方法，它包括位于铜板上的拉法尔气帘1、对于铜板下的拉法尔气帘2、中间开有内径为25_圆孔的铜板3和轴流风机4。所述拉法尔气帘1和2由紧固螺丝固定在所述铜板3上，拉法尔气帘1在铜板3上，拉法尔气帘2在铜板3下，轴流风机4设置在拉法尔气帘出气口正前方，两者间的距离根据实际情况调节，在此不做限定。
[0019]半导体激光器固定在铜板3上方，激光束经光学透镜汇聚成型后由工作头输出，穿过铜板3中间圆孔，作用在粉末材料和基体上，发生剧烈反应，产生部分烟雾或有毒气体，由拉法尔气帘2输出的气体吹走，并经轴流风机回收输送到循环系统中，铜板3不仅可以防止在此过程中产生的飞溅颗粒及被材料或基体反射的光束对激光器本身尤其是工作镜头造成损伤，而且因其自身较低的吸收系数，不会使其温度过高。位于铜板3上方的拉法尔气帘2则是防止气流回流对激光器和激光再制造质量产生影响。
[0020]上述实施例仅用于说明本方法，凡是在本方法技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本方法的保护范围之外。
【主权项】
1.一种半导体激光再制造气保护及烟回收方法，其基本思路是:半导体激光器固定在铜板上方，激光束经光学透镜汇聚成型后由工作头输出，穿过铜板中间圆孔，作用在粉末材料和基体上，发生剧烈反应，产生部分烟雾或有毒气体，由拉法尔气帘输出的气体吹走，并经轴流风机回收输送到循环系统中，铜板不仅可以防止在此过程中产生的飞溅颗粒及被材料或基体反射的光束对激光器本身尤其是工作镜头造成损伤，而且因其自身较低的吸收系数，不会使其温度过高。位于铜板上方的拉法尔气帘则是防止气流回流对激光器和激光再制造质量产生影响。2.如权利要求1所述的一种半导体激光再制造气保护及烟回收方法，其特征在于:采用入口小、出口大的双拉法尔气帘方式，对称分布，可有效防止气流回流和吹走烟雾及有害气体。3.如权利要求1所述，其特征在于:在拉法尔气帘对面上设置一轴流风机，可高效回收烟雾及有害气体进循环系统。4.如权利要求1所述，其特征在于:以中间开有圆孔的铜板作为挡板，既可以防止烟雾、飞溅，又可以有效防止反射光束对激光镜头造成烧损，又因为其较低的吸收系数，温度不会过高。
【专利摘要】本发明涉及一种半导体激光再制造气保护及烟回收方法，其特征在于：它包括两个拉法尔气帘、一块中间开有圆孔的铜板、一个轴流风机。拉法尔气帘具有入口小、出口大的特点，两个拉法尔气帘固定在铜板上，以铜板为界对称分布，轴流风机设置在拉法尔气帘正前方。本方法的基本思路是高功率激光束，经光学转换镜汇聚成形后由工作头输出，光束穿过铜板中间圆孔作用到粉末材料及基体上，发生复杂的物理化学反应，产生的烟雾及有害气体由铜板下方拉法尔气帘吹走，并由其对面的轴流风机回收，排放到气体回收系统中。该系统中铜板，一方面是防止激光束与材料相互作用中，粉末颗粒飞溅对镜头造成损坏；另一方面防止被材料或基体反射的光束将激光器或镜头烧损，铜板上方的拉法尔气帘作用是防止气流回流对激光器及加工质量造成影响。
【IPC分类】B08B15/04, B23K26/70
【公开号】CN105414779
【申请号】CN201510915807
【发明人】雷剑波, 顾振杰, 刘光华, 郭津博, 王云山, 周圣丰
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月10日