CN108048626A - 一种减少激光淬火软带的装置及方法 - Google Patents

一种减少激光淬火软带的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种减少激光淬火软带的装置及方法，属于激光淬火装置及工艺技术领域。一种减少激光淬火软带的装置，包括喷涂装置以及与喷涂装置连接的涂料输送管；所述涂料输送管的出口对准工件表面上激光照射区的边缘；在涂料输送管上设置流量阀门。一种减少激光淬火软带的方法，将吸光涂料喷涂到工件表面的预设搭接区，以提高预设搭接区的光吸收率。本发明通过制作涂料喷涂装置，将吸光涂料精准喷涂在位于工件表面的激光的预设搭接区，提高预设搭接区的吸光属性，减少搭接区的软带宽度，进而能够获得更为均匀的激光强化表面。本发明的装置结构简单设置合理，方法易于操作，能够使经过激光淬火的工件硬度更加均匀，激光淬火的工件质量得到提高。

Description

一种减少激光淬火软带的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种减少激光淬火软带的装置及方法，属于激光淬火装置及工艺技术领域。
背景技术
激光淬火是利用激光将材料表面加热到相变点以上，随着材料自身冷却，奥氏体转变为马氏体，从而使材料表面硬化的淬火技术。激光淬火加热冷却速度很快，工艺周期短，不需要外部淬火介质。淬火过程中工件变形小，工作环境洁净。淬火后的工件淬硬层均匀，硬度高。但是，在淬火过程中，由于激光淬火强化的自身因素，每道激光之间存在着搭接区，在搭接区存在一定宽度的软带区，直接影响整个激光淬火强化效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够减少激光淬火软带区的装置，以及使用该装置进行激光淬火的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种减少激光淬火软带的装置，包括喷涂装置以及与喷涂装置连接的涂料输送管；所述涂料输送管的出口对准工件表面上激光照射区的边缘；在涂料输送管上设置流量阀门。
本发明技术方案的进一步改进在于：涂料输送管为铜管，在涂料输送管的出口设置喷头。
本发明技术方案的进一步改进在于：铜管与喷头一体成型，铜管的端部与喷头之间设置过渡圆锥段。
本发明技术方案的进一步改进在于：涂料输送管为金属定形软管，在涂料输送管的出口设置喷头。
本发明技术方案的进一步改进在于：涂料输送管的内径为4～6mm，喷头出口的直径为0.8～1.5mm。
本发明技术方案的进一步改进在于：涂料输送管使用固定销固定在激光头的侧面。
本发明技术方案的进一步改进在于：喷涂装置为能够加压的容器。
一种减少激光淬火软带的方法，将吸光涂料喷涂到工件表面的预设搭接区，包括以下步骤：
1）、将吸光涂料加入外部的喷涂装置，调节喷涂装置的压力和流量阀门的流量，控制吸光涂料的厚度和宽度，调整涂料输送管的喷头，使喷头对准工件表面的预设搭接区；
2）、激光淬火机按照预设的参数运行程序，第一道激光淬火的同时，在第二道激光淬火的预设搭接区进行吸光涂料的涂覆，并且利用激光淬火区的热量蒸干吸光涂料；
3）、第一道激光完成淬火后按程序进行第二道激光淬火，同时在第三道激光淬火的预设搭接区进行吸光涂料的涂覆，并且利用激光淬火区的热量蒸干吸光涂料；依次类推至将工件需要淬火的表面全部完成激光淬火。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1中吸光涂料的厚度为 0.1～0.5mm，宽度为1～3mm。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明通过制作专门的涂料喷涂装置，将吸光涂料精准喷涂在位于工件表面的激光的预设搭接区，提高预设搭接区的吸光属性，减少搭接区的软带宽度，进而能够获得更为均匀的激光强化表面。
本发明的涂料输送管以及喷头的位置方便进行控制，并且能够控制吸光涂料的厚度及宽度适中，还能够节省吸光涂料。
本发明的减少激光淬火软带的方法，利用激光淬火自身的热量，加热吸光涂料，使吸光涂料迅速蒸干，无需额外的操作，工作效率得到提升。
本发明通过调节喷涂装置的压力和流量阀门，能够控制吸光涂料的输送速度，结合激光扫描速度，控制吸光涂料的宽度，能够获得最佳的涂覆效果，进而减少激光淬火时的软带区。
本发明的装置结构简单设置合理，方法易于操作，能够使经过激光淬火的工件硬度更加均匀，激光淬火后的工件质量得到提高。
附图说明
图1是本发明装置的主视图；
其中，1、喷涂装置，2、涂料输送管，3、流量阀门，4、喷头，5、过渡圆锥段，6、固定销，7、激光头。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明公开了一种减少激光淬火软带的装置以及使用该装置的方法，适用于对工件进行激光淬火的过程中。下面是具体的实施例：
本发明中的减少激光淬火软带的装置，如图1所示，包括喷涂装置1以及与喷涂装置1连接的涂料输送管2。使用该装置将吸光涂料涂覆到工件表面的相应预设搭接区，来提高预设搭接区的吸光率。涂料输送管2的出口对准工件表面上激光照射区的边缘也就是进行激光淬火时的预设搭接区。在涂料输送管2上设置流量阀门3来控制吸光涂料喷涂时的流量。具体的使用中，喷涂装置1可以设置为能够加压的容器，将吸光涂料加入喷涂装置1内后，加压将吸光涂料依次进过涂料输送管2喷涂到工件表面相应的区域。
本发明在具体的实施过程中，涂料输送管2可以优先地设置为两种结构。涂料输送管2可以直接使用铜管，并且在涂料输送管2的出口设置喷头4。喷头4的内径小于涂料输送管2的内径。涂料输送管2的内径为4～6mm，喷头4出口的直径为0.8～1.5mm。铜管与喷头4一体成型，铜管的端部与喷头4之间设置过渡圆锥段5。所述过渡圆锥段5能够使涂料输送管2内的吸光涂料经过缓冲后从喷头4喷出，进而使喷头4能够将吸光涂料喷涂的更加均匀。
涂料输送管2还可以直接使用为金属定形软管，并且在涂料输送管2的出口设置喷头4。涂料输送管2的内径为4～6mm，喷头4出口的直径为0.8～1.5mm。金属定形软管方便进行喷头4的位置的调节。
本发明在具体的实施过程中需要将涂料输送管2使用固定销6固定在激光头7的侧面，如图1所示。如果涂料输送管2使用的是铜管则将涂料输送管2固定到激光头上后过渡圆锥段5以及喷头4向激光头的一侧弯折，以便喷头4能够恰好对准激光淬火时的预设搭接区。如果涂料输送管2使用的是金属定形软管，则调整金属定形软管使喷头4能够恰好对准激光淬火时的预设搭接区。
本发明的能够减少激光淬火软带的装置，可精准涂覆吸光涂料，减少吸光涂料的浪费。同时，还可以根据不同搭接量，调节喷涂装置的压力和流量阀门，控制涂覆涂料的宽度。
本发明还提供了一种减少激光淬火软带的方法，具体的是使用上述装置将吸光涂料喷涂到工件表面的预设搭接区，以提高预设搭接区的光吸收率。具体包括以下步骤：
1）、将吸光涂料加入外部的喷涂装置1，喷涂装置1为能够加压的容器。调节喷涂装置1的压力和流量阀门3的流量，控制吸光涂料的厚度和宽度，调整涂料输送管2的喷头4，使喷头4对准工件表面的预设搭接区。吸光涂料能够均匀地喷涂到工件表面的预设搭接区。吸光涂料的厚度控制在 0.1～0.5mm之间，宽度控制在1～3mm之间。
2）、激光淬火机按照预设的参数运行程序，激光淬火机的激光头对准工件表面进行淬火，在第一道激光淬火的同时，在第二道激光淬火的搭接区进行吸光涂料的涂覆，并且利用激光淬火区的热量蒸干吸光涂料。
3）、第一道激光完成淬火后按程序进行第二道激光淬火，同时在第三道激光淬火的预设搭接区进行吸光涂料的涂覆，并且利用激光淬火区的热量蒸干吸光涂料；依次类推至将工件需要淬火的表面全部完成激光淬火。由于涂料输送管2是固定在激光头7上的，所以涂料输送管2以及喷头4与激光头7的相对位置是不变的，激光头7移动进行下一道激光淬火时，喷头4也能够恰好对准下一个预设搭接区。
本发明通过制作专门的涂料喷涂装置作为能够减少激光淬火软带的装置，能够将吸光涂料精准喷涂在位于工件表面的激光的预设搭接区，提高预设搭接区的吸光属性，减少搭接区的软带宽度，进而能够获得更为均匀的激光强化表面。
本发明中利用激光淬火自身的热量，加热吸光涂料，使吸光涂料迅速蒸干。通过调节喷涂装置的压力和流量阀门，能够控制吸光涂料的输送速度，结合激光扫描速度，控制吸光涂料的宽度，能够获得最佳的涂覆效果，进而减少激光淬火是的软带区。
本发明的减少激光淬火软带的装置及方法，能够使经过激光淬火的工件硬度更加均匀，激光淬火的工件质量得到提高。

Claims (9)

1.一种减少激光淬火软带的装置，其特征在于：包括喷涂装置（1）以及与喷涂装置（1）连接的涂料输送管（2）；所述涂料输送管（2）的出口对准工件表面上激光照射区的边缘；在涂料输送管（2）上设置流量阀门（3）。
2.根据权利要求1所述的一种减少激光淬火软带的装置，其特征在于：涂料输送管（2）为铜管，在涂料输送管（2）的出口设置喷头（4）。
3.根据权利要求2所述的一种减少激光淬火软带的装置，其特征在于：铜管与喷头（4）一体成型，铜管的端部与喷头（4）之间设置过渡圆锥段（5）。
4.根据权利要求1所述的一种减少激光淬火软带的装置，其特征在于：涂料输送管（2）为金属定形软管，在涂料输送管（2）的出口设置喷头（4）。
5.根据权利要求2～4任一项所述的一种减少激光淬火软带的装置，其特征在于：涂料输送管（2）的内径为4～6mm，喷头（4）出口的直径为0.8～1.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种减少激光淬火软带的装置，其特征在于：涂料输送管（2）使用固定销（6）固定在激光头（7）的测面。
7.根据权利要求1～4和6任一项所述的一种减少激光淬火软带的装置，其特征在于：喷涂装置（1）为能够加压的容器。
8.一种减少激光淬火软带的方法，其特征在于：将吸光涂料喷涂到工件表面的预设搭接区，包括以下步骤：
1）、将吸光涂料加入外部的喷涂装置（1），调节喷涂装置（1）的压力和流量阀门（3）的流量，控制吸光涂料的厚度和宽度，调整涂料输送管（2）的喷头（4），使喷头（4）对准工件表面的预设搭接区；
2）、激光淬火机按照预设的参数运行程序，第一道激光淬火的同时，在第二道激光淬火的预设搭接区进行吸光涂料的涂覆，并且利用激光淬火区的热量蒸干吸光涂料；
3）、第一道激光完成淬火后按程序进行第二道激光淬火，同时在第三道激光淬火的预设搭接区进行吸光涂料的涂覆，并且利用激光淬火区的热量蒸干吸光涂料；依次类推至将工件需要淬火的表面全部完成激光淬火。
9.根据权利要求8所述的一种减少激光淬火软带的方法，其特征在于：步骤1中吸光涂料的厚度为 0.1～0.5mm，宽度为1～3mm。
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