一种具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置

1.本实用新型涉及表面改性技术领域，特别是一种具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，对钢材的耐磨耐蚀等性能提出了更高的要求，材料表面改性可以提高其耐磨性和耐腐蚀性，具有推广应用价值。激光熔覆是一种新的表面改性技术，将合金粉末采用送粉器输送至金属基材表面，经高能量激光束熔化，使之和基体表面熔合，形成低稀释率的、与基体冶金结合的熔覆层。激光熔覆所得的熔覆层耐腐蚀、耐磨损，并且抗冲击性能好。
3.然而对于较大尺寸的钢板，激光熔覆时因熔覆层和基材的热膨胀系数存在差异，会导致熔覆层存在裂纹和气孔等缺陷，恶化了熔覆层的性能。因此改进激光熔覆装置，以适应较大尺寸的钢板，满足对激光熔覆层组织和性能的要求，是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置，可有效解决当前激光熔覆装置难以适用于较大钢板的技术问题。
5.本实用新型解决的技术方案是，包括钢板基体、激光熔覆头、送粉管和保护气喷管，激光熔覆头底部设置有送粉管，送粉管上连接有保护气喷管，激光熔覆头行走轨迹前方设置有预热部件，激光熔覆头行走轨迹后方设置有回火部件，预热部件包括第一平面感应线圈、第一电源，第一平面感应线圈首尾端经第一快速接头式金属软管与第一电源相连接，回火部件包括第二平面感应线圈、第二电源，第二平面感应线圈首尾端经第二快速接头式金属软管与第二电源相连接，以上所述部件均设置在钢板基体上方。
6.本实用新型结构简单、成本低，集成了预热和回火功能，适用于较大尺寸的钢板，可使激光熔覆层组织致密，避免裂纹、气孔等缺陷，并改善热应力，使熔覆材料和基体冶金结合更良好，大大提高熔覆层的质量和性能，是激光熔覆装置上的创新。
附图说明
7.图1为本实用新型的结构示意图。
8.图中：1为钢板基体，2为激光熔覆头，3为送粉管，4为保护气喷管，5为第一平面感应线圈，6为第二平面感应线圈，7为第二快速接头式金属软管，8为第一快速接头式金属软管，9为第二电源，10为第一电源，11为激光熔覆层。
具体实施方式
9.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
10.由图1给出，本实用新型包括钢板基体、激光熔覆头、送粉管和保护气喷管，激光熔覆头2底部设置有送粉管3，送粉管3上连接有保护气喷管4，激光熔覆头2行走轨迹前方设置有预热部件，激光熔覆头2行走轨迹后方设置有回火部件，预热部件包括第一平面感应线圈5、第一电源10，第一平面感应线圈5首尾端经第一快速接头式金属软管8与第一电源10相连接，回火部件包括第二平面感应线圈6、第二电源9，第二平面感应线圈6首尾端经第二快速接头式金属软管7与第二电源9相连接，以上所述部件均设置在钢板基体1上方。
11.为了保证使用效果，所述的预热部件、回火部件均与同步机构相连，以实现与激光熔覆头2的同步移动。
12.所述的第一平面感应线圈5、第二平面感应线圈6均由铜管缠绕成平面状，与钢板基体1表面保持10～20mm的距离。
13.所述的钢板基体1上表面经激光熔覆头2熔覆形成激光熔覆层11。
14.所述的第一电源10、第二电源9均为感应加热电源。
15.所述的同步机构为同步电机。
16.上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型技术构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。
17.本实用新型的使用情况是，激光熔覆头2行走轨迹前方设置有在熔覆前加热钢板基体1使其达到预热温度的预热部件，激光熔覆头2行走轨迹后方设置有对激光熔覆涂层进行回火处理的回火部件，预热部件、回火部件与激光熔覆头2同步移动，预热部件、回火部件均包括平面感应线圈及其供电电源，平面感应线圈由铜管缠绕成平面状，与钢板基体1表面保持10～20mm的距离。当激光熔覆工艺要求预热时，开启预热供电电源，达到预热温度，开始激光熔覆；当激光熔覆工艺要求回火时，开启回火供电电源，达到回火温度，在激光熔覆的同时对激光熔覆层回火，或者在激光熔覆之后，根据工艺要求需要回火时，开启回火供电电源，达到回火温度，对激光熔覆层进行一次或数次回火。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：
19.本实用新型集成了预热和回火部件，预热功能使基体能够在激光熔覆前达到预热温度，使激光熔覆层组织致密，减少裂纹、气孔等缺陷，回火功能在激光熔覆后能很好的释放激光熔覆过程中的热应力，大大提高熔覆层的质量和性能。
20.本实用新型采用平面式感应线圈，与螺旋式感应线圈相比，可以精准控制和钢板靠近的距离，加热效率高，加热速度快，加热温度控制更加精确，应用中预热温度和回火温度相应容易精确控制。
21.本实用新型结构简单、成本低，适用于较大尺寸的钢板，拓宽了熔覆材料的范围，使熔覆材料和基体冶金结合更良好，保证了熔覆层的质量和性能，具有良好的经济和社会效益。


技术特征：
1.一种具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置，包括钢板基体、激光熔覆头、送粉管和保护气喷管，其特征在于，激光熔覆头(2)底部设置有送粉管(3)，送粉管(3)上连接有保护气喷管(4)，激光熔覆头(2)行走轨迹前方设置有预热部件，激光熔覆头(2)行走轨迹后方设置有回火部件，预热部件包括第一平面感应线圈(5)、第一电源(10)，第一平面感应线圈(5)首尾端经第一快速接头式金属软管(8)与第一电源(10)相连接，回火部件包括第二平面感应线圈(6)、第二电源(9)，第二平面感应线圈(6)首尾端经第二快速接头式金属软管(7)与第二电源(9)相连接，以上所述部件均设置在钢板基体(1)上方。2.根据权利要求1所述的具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置，其特征在于，所述的预热部件、回火部件均与同步机构相连。3.根据权利要求1所述的具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置，其特征在于，所述的第一平面感应线圈(5)、第二平面感应线圈(6)均由铜管缠绕成平面状，与钢板基体(1)表面保持10～20mm的距离。4.根据权利要求1所述的具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置，其特征在于，所述的钢板基体(1)上表面经激光熔覆头(2)熔覆形成激光熔覆层(11)。5.根据权利要求1所述的具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置，其特征在于，所述的第一电源(10)、第二电源(9)均为感应加热电源。6.根据权利要求2所述的具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置，其特征在于，所述的同步机构为同步电机。

技术总结
本实用新型涉及具有预热和回火功能的复合钢板激光熔覆装置，可有效解决当前激光熔覆装置难以适用于较大钢板的技术问题，其解决的技术方案是，激光熔覆头底部设置有送粉管，送粉管上连接有保护气喷管，激光熔覆头行走轨迹前方设置有预热部件，激光熔覆头行走轨迹后方设置有回火部件，本实用新型结构简单、成本低，集成了预热和回火功能，适用于较大尺寸的钢板，可使激光熔覆层组织致密，避免裂纹、气孔等缺陷，并改善热应力，使熔覆材料和基体冶金结合更良好，大大提高熔覆层的质量和性能，是激光熔覆装置上的创新。光熔覆装置上的创新。光熔覆装置上的创新。


技术研发人员：陈勇杰 黎文强 郑久昊 王笑生 王腾飞 韩辉辉 汤文博
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2022.05.18
技术公布日：2022/11/1