新型预热式激光熔覆装置的制作方法

本实用新型涉及金属零件加工设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种新型预热式激光熔覆装置。

背景技术：

激光熔覆技术是一种基于大功率激光器而兴起的一种新的材料表面改性技术，其具体实现方式如下：在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却在基体表面冶金结合形成一个稀释率极低的表面涂层。激光熔覆技术能够显著改善基体表面的耐磨性、耐蚀性、耐热性、抗氧化性等。

激光熔覆按送粉工艺的不同可分为粉末预置法和同步送粉法，由于同步送粉法易于实现自动化控制，因此被广泛应用在冶金、金属零件特种加工等领域内。

相比于传统的金属加工工艺而言，激光熔覆最重要特点是：热量集中、加热快冷却快、热影响区小。特别对不同材质之间熔融有着其它热源无法比拟的特点，也正是这一特殊的加热和冷却过程，在熔铸区域产生的组织结构也不同于其它熔覆(喷焊·堆焊·普通焊接等)手段，其甚至可以产生非晶态组织，特别是脉冲激光更为明显。

由于激光熔覆热量非常集中，这就使得金属的加热区域具有升温快、降温快的特点，这样就会影响金属相形成的均匀度，同时对排气浮渣也非常不利，这也成为了激光熔覆容易形成气孔、硬度不均等问题的主要因素。

技术实现要素：

(一)技术问题

综上所述，如何解决激光熔覆技术存在的容易出现气孔、硬度不均的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种新型预热式激光熔覆装置，包括有机械臂以及熔覆系统，所述熔覆系统包括有激光头，所述激光头设置于所述机械臂上。

基于上述结构设计，本实用新型还提供了安装架、反射板以及加热组件；

所述加热组件包括有加热装置板、加热部件以及反射罩，所述反射罩设置于所述加热装置板上，所述加热部件设置于所述反射罩上；

所述安装架包括有连接杆以及安装板，所述反射板设置于所述安装板的底面上，所述连接杆设置于所述安装板的顶面上，所述连接杆与所述机械臂可拆卸连接，于所述安装板上开设有用于机械臂穿过的安装通孔；

所述加热组件设置有多个，所述加热组件分设于所述安装板的两侧，所述加热组件与所述安装板连接组成环抱式结构、并形成有加热区，所述激光头穿过所述安装通孔插入到所述加热区中。

优选地，所述安装板为长方形板材；所述加热装置板为弧形板，所述加热装置板与所述安装板铰接、并与所述安装板形成桶状结构。

优选地，于所述加热装置板的一端设置有预热板，于所述加热装置板的另一端设置有散热板，于所述预热板以及所述散热板的内侧面上均设置有所述加热部件。

优选地，所述预热板为梯形板，所述散热板为梯形板；所述预热板与所述加热装置板铰接，所述散热板与所述加热装置板铰接。

优选地，所述加热部件为电热丝加热部件或者红外线加热部件。

优选地，所述加热装置板为钢化玻璃加热装置板；所述安装板为钢化玻璃安装板。

优选地，所述连接杆的一端设置有用于与所述机械臂卡接的抱箍，所述连接杆的另一端设置有垫板，所述垫板与所述连接杆铰接，所述垫板通过螺栓与所述安装板固定连接。

(三)有益效果

通过上述结构设计，在本实用新型提供的新型预热式激光熔覆装置中，在机械臂上通过安装架设置了多个加热组件，加热组件与安装板(安装架的一个组成部件)形成有一个能够对加工工件进行环抱的桶状结构，利用加热组件形成的加热区对加工工件进行预热，其能够对加工工件进行预热，并且还能够极大程度地减缓加工工件的降温速度。在对加工工件在进行激光熔覆作业时，本实用新型具有对加工工件进行预热以及减缓散热的功能，因此，本实用新型解决了传统激光熔覆设备由于温度骤降存在的熔覆区容易出现气孔、硬度不均的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中新型预热式激光熔覆装置的结构示意简图；

图2为本实用新型实施例中加热组件的结构示意图；

在图1和图2中，部件名称与附图编号的对应关系为：

机械臂1、激光头2、加热装置板3、加热部件4、连接杆5、安装板6、预热板7、散热板8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1和图2，其中，图1为本实用新型实施例中新型预热式激光熔覆装置的结构示意简图；图2为本实用新型实施例中加热组件的结构示意图。

本实用新型提供了一种新型激光熔覆设备，用于实现金属工件的激光熔覆。

本实用新型提供了一种新型预热式激光熔覆装置，用于对金属部件进行激光熔覆操作。

在本实用新型中，该激光熔覆装置包括有机械臂1以及熔覆系统，其中，机械臂1采用六轴式机器人。熔覆系统包括有激光头2，激光头2设置于机械臂1上，通过机械臂1对激光头2进行移动轨迹控制。

为了解决激光熔覆技术存在的熔覆区域温度变化过快而存在的容易出现气孔、硬度不均的问题，本实用新型基于现有的激光熔覆系统结构特别提供了如下部件：安装架、反射板以及加热组件。

其中，安装架包括有连接杆5以及安装板6，反射板设置于安装板6的底面上，反射板采用铝箔制成，将反射板平铺设置到安装板6上，其能够对热能辐射进行反射，如此设置，能够减少热能损失。

连接杆5采用不锈钢杆，连接杆5设置于安装板6的顶面上，连接杆5与机械臂1可拆卸连接，这样安装板6通过连接杆5安装到机械臂1上并能够随机械臂1移动。于安装板6上开设有安装通孔，安装通孔用于激光头2穿过安装板6。

加热组件用于对熔覆加工工件进行加热，其具体包括有加热装置板3、加热部件4以及反射罩。加热部件4可以采用电热丝加热部件结构，或者是采用红外线加热部件结构。反射罩采用铝箔制成，反射罩设置于加热装置板3上，加热部件4设置于反射罩上。加热部件4通电能够产生热能，热能辐射在反射罩的反射作用下能够形成一个聚拢热流向外射出。在本实用新型中，加热部件4以及反射罩可以参考现有的红外线加热器(俗称小太阳)结构。

在本实用新型中，安装板6采用长方形板材结构。加热组件设置有多个，加热组件在安装板6的长度方向上分设于安装板6的两侧，加热组件与安装板6连接组成环抱式结构、并形成有用于对金属工件熔覆区域进行加热的加热区，激光头2穿过安装通孔插入到加热区中。

在上述结构设计中，首先将待加工工件安装到操作台上，然后控制机械臂1将激光头2以及加热组件移动到操作台的上方，控制机械臂1带动激光头2下降至作业高度上，由人工调整加热组件使得加热组件环抱到待加工工件上，启动加热部件4使得加热区温度升高，根据具体的作业需求，加热区温度控制在100-200摄氏度，由机械臂1带动激光头2根据预设移动轨迹移动进行熔覆操作，加热组件固定在机械臂1上，这样可以随激光头2联动。

通过上述结构设计，在本实用新型提供的新型预热式激光熔覆装置中，在机械臂1上通过安装架设置了多个加热组件，加热组件与安装板6(安装架的一个组成部件)形成有一个能够对加工工件进行环抱的桶状结构，利用加热组件形成的加热区对加工工件进行预热，其能够对加工工件进行预热，并且还能够极大程度地减缓加工工件的降温速度。在对加工工件在进行激光熔覆作业时，本实用新型具有对加工工件进行预热以及减缓散热的功能，因此，本实用新型解决了传统激光熔覆设备由于温度骤降存在的熔覆区容易出现气孔、硬度不均的问题。

在本实用新型的一个实施方式中，安装板6为长方形板材，沿安装板6的长度方向、在其两侧设置了加热装置。在本实用新型中，加热装置板3为弧形板，加热装置板3的长度与安装板6的长度相同。加热装置与安装板6为铰接结构、并与安装板6形成桶状结构，该结构可以提高对加工工件预热的均匀性，同时还能够对热量进行聚拢降低热能散失。

在本实用新型中，加热装置板3的背面、并位于加热装置板3的两端设置了滑轨，通过滑轨能够实现两个加热装置板之间的滑动连接，如此设置可以非常方便地实现加热组件的合拢与打开。

在本实用新型的一个实施方式中，于加热装置板3的一端设置有预热板7，于加热装置板3的另一端设置有散热板8，于预热板7以及散热板8的内侧面上均设置有加热部件4。在本实用新型中，加热装置板3上设置的加热部件4数量大于预热板7以及散热板8上设置的数量，这样就能够形成一个低温、高温、低温的复合温区，高温区对加工工件进行高温预热保证激光熔覆作业顺利进行，两个低温区则具有前置预热以及后置减缓散热的作用。

具体地，预热板7为梯形板，散热板8为梯形板；预热板7与加热装置板3铰接，散热板8与加热装置板3铰接。预热板7以及散热板8与加热装置板3铰接，其便于实现安装角度的调节。

具体地，加热装置板3为钢化玻璃加热装置板；安装板6为钢化玻璃安装板。

加热装置板3以及安装板6均采用钢化玻璃制成，并且均采用一体式结构设计。采用钢化玻璃既能够保证加热装置板3以及安装板6的结构刚度，同时其还具有可视化特点，便于作业人员对激光熔覆操作状况进行观察。

在本实用新型中，连接杆5的具体结构为：连接杆5的一端设置有用于与机械臂1卡接的抱箍，连接杆5的另一端设置有垫板，垫板与连接杆5铰接，垫板通过螺栓与安装板6固定连接。采用抱箍结构实现与机械臂1的卡接连接，其结构简单，连接操作易于实施。垫板采用钢制垫板，垫板与连接杆5采用铰接方式，垫板与安装板6为固定连接方式，这样就能够通过垫板实现连接杆5与安装板6之间的铰接连接，其能够对安装板6以及加热组件的角度调整。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。