一种真空激光熔覆加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光加工领域，特别提供一种真空激光熔覆加工装置。
【背景技术】
[0002]激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。
[0003]与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
[0004]从当前激光熔覆的应用情况来看，其主要应用于三个方面:一，对材料的表面改性，如燃汽轮机叶片，乳辊，齿轮等；二，对产品的表面修复，如转子，模具等。有关资料表明，修复后的部件强度可达到原强度的90%以上，其修复费用不到重置价格的1/5，更重要的是缩短了维修时间，解决了大型企业重大成套设备连续可靠运行所必须解决的转动部件快速抢修难题。另外，对关键部件表面通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金，可以在零部件表面不变形的情况下大大提高零部件的使用寿命；对模具表面进行激光熔覆处理，不仅提高模具强度，还可以降低2/3的制造成本，缩短4/5的制造周期。三，快速原型制造。利用金属粉末的逐层烧结叠加，快速制造出模型。
[0005]激光熔覆加工所用装置通常包括工作台、支架、激光器、导光装置(或称导光系统)、自动送粉器等，激光器产生的激光经导光装置后，由聚焦系统聚焦后输出并对工件进行加工。然而某些激光熔覆材料易与空气中的氧气发生反应，影响加工效果，因此，本实用新型提供一种真空激光熔覆加工装置以解决该问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种真空激光熔覆加工装置，该装置具有密封效果好，加工效率高、熔覆均匀性好、加工精度高等特点，能够实现无污染、超高温、超高梯度的材料表面强化。
[0007]本实用新型具体提供了一种真空激光熔覆加工装置，其特征在于:所述装置包括激光器、导光装置1、真空室2、工作台3、自动送粉器4、抽真空系统5以及数控系统6 ;使用时，激光器位于真空室2前端，导光装置I设于真空室2上，工作台3和自动送粉器4的喷嘴设置在真空室2内，抽真空系统5设置在真空室2的外部，数控系统6通过导线与工作台3以及自动送粉器4相连，并通过终端控制设备61来控制工作台3以及自动送粉器4的运动；
[0008]其中导光装置I包括腔体11、光阑12、透镜13、气体冷却装置14、第一平面镜15、水冷却装置16、第二平面镜17、聚焦镜18以及法兰；
[0009]光阑12位于腔体11的激光输入口处，光阑12后腔体11内设有透镜13，透镜13周围设有气体冷却装置14 ;透镜13远离光阑12的一端设有第一平面镜15，第一平面镜15与腔体11以及透镜13成45°角；第二平面镜17位于第一平面镜15下面，并与第一平面镜15成90°角设置于腔体11内；聚焦镜18设于第二平面镜17的另一端，其镜面与第二平面镜17镜面平行，且聚焦镜18与腔体11的激光输出口成45°角；
[0010]第一平面镜15、第二平面镜17以及聚焦镜18背面均设有水冷却装置16。
[0011]本实用新型所述真空激光熔覆加工装置，其特征在于:所述真空室2上设有观察窗21、真空室门22、导光装置连接口 23、压力表24以及数控系统入口 25，其中观察窗21设有两个，分别设于真空室2两侧，其中较大的观察窗21设于真空室门22上；数控系统入口25位于真空室2底部。
[0012]本实用新型所述真空激光熔覆加工装置，其特征在于:所述自动送粉器4包括同轴送粉喷嘴41以及送粉器42 ;同轴送粉喷嘴41设于真空室2内部，位于工作台3之上；送粉器42设于真空室2外部，位于真空室2之下；同轴送粉喷嘴41与送粉器42通过导管相连。
[0013]本实用新型所述真空激光熔覆加工装置，其特征在于:所述抽真空系统5包括真空泵51和压力传感器52，真空泵51设于真空室2之下，压力传感器52设于真空室2侧壁。
[0014]本实用新型所述真空激光熔覆加工装置，其特征在于:所述工作台3下设有三轴运动机构，由数控系统6控制其运动，并实现三轴联动。
[0015]本实用新型所述真空激光熔覆加工装置，其特征在于:所述导光装置I的水冷却装置16包括水冷腔161，入水管162、出水管163和法兰，第一平面镜15、第二平面镜17、聚焦镜18分别与腔体11形成的空间构成水冷腔161，冷却水通过入水管162进入水冷腔161，再通过设在入水管162上面的出水管163排出，入水管162和出水管163通过法兰固定在腔体11上。
[0016]本实用新型所述真空激光熔覆加工装置，其特征在于:水冷腔161内设有螺旋形的流道。
[0017]本实用新型所述真空激光熔覆加工装置，其特征在于:位于激光输出口的腔体11外设有松套法兰19。
[0018]本实用新型所述真空激光熔覆加工装置，其特征在于:所述第一平面镜5与第二平面镜7为紫铜镀膜的平面镜。
[0019]本实用新型所述导光装置I具有水冷保护，最大承受功率为5000W，通过光阑可以对激光选模，反射镜为紫铜镀膜材料，反射率大于99% ;聚焦镜优选ZnSe材料。
【附图说明】
[0020]图1激光加工装置总装配图。
[0021]图2激光加工装置剖面图。
[0022]图3导光装置与真空室剖面图。
[0023]图4导光系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]本实施例提供的真空激光熔覆加工装置包括激光器、导光装置1、真空室2、工作台3、自动送粉器4、抽真空系统5以及数控系统6 ;使用时，激光器位于真空室2前端，导光装置I设于真空室2上，工作台3和自动送粉器4的喷嘴设置在真空室2内，抽真空系统5设置在真空室2的外部，数控系统6通过导线与工作台3以及自动送粉器4相连，并通过终端控制设备61来控制工作台3的运动以及自动送粉器4的旋转；
[0026]其中导光装置I包括腔体11、光阑12、透镜13、气体冷却装置14、第一平面镜15、水冷却装置16、第二平面镜17、聚焦镜18以及法兰；光阑12位于腔体11的激光输入口处，光阑12后腔体11内设有透镜13，透镜13周围设有气体冷却装置14 ;透镜13远离光阑12的一端设有第一平面镜15，第一平面镜15与腔体11以及透镜13成45°角；第二平面镜1