CN110129793B - 一种丝材激光熔覆装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种丝材激光熔覆装置，包括：焊丝调节支架、热丝装置、绝缘板、激光头、保护气管、保护气调节支架和支架安装座，支架安装座安装于激光头上，并能够相对于激光头进行转动调节，绝缘板和保护气调节支架分别安装于支架安装座上，焊丝调节支架安装于绝缘板上，热丝装置安装于焊丝调节支架上，焊丝调节支架能够向热丝装置提供五个维度的调节，保护气管安装于保护气调节支架上，保护气调节支架能够向保护气管提供五个维度的调节。本发明通过创新设置热丝装置调节支架和保护气管调节支架的结构，实现了送丝角度及位置、出丝距离、保护气角度、距离及位置、热丝方式等参数的同时多维度灵活调节，解决了现有丝材激光熔覆技术的发展瓶颈问题。

Description

一种丝材激光熔覆装置

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其是涉及一种丝材激光熔覆装置。

背景技术

零部件腐蚀是机械设备损伤的主要原因，零部件防蚀能力的优劣直接关系到机械设备的安全运行，通过激光将合金粉末熔覆在工件表面是最近发展起来的防腐蚀技术，但采用合金粉末的激光熔覆技术还存在熔覆效率低，缺陷较多，成本高，粉尘大等问题。

丝材激光熔覆可以很好的解决上述问题，但受工件大小、形状、材质、焊材等不同的影响，送丝角度、出丝距离、保护气角度、保护气距离、热丝方式等多维度参数需要根据实际工艺进行灵活调节，但是现有技术中的丝材激光熔覆装置均不能同时满足这种多维度参数的调节要求，阻碍了丝材激光熔覆技术的发展。

发明内容

本发明为了解决上述问题 ，提出一种全新结构的丝材激光熔覆装置，通过创新设置热丝装置的调节支架以及保护气管的调节支架的结构，实现了送丝角度、送丝位置、出丝距离、保护气角度、保护气距离及位置、热丝方式等参数的同时多维度灵活调节，解决了现有丝材激光熔覆技术的发展瓶颈问题。

为达到上述目的，本实发明的技术方案为：

一种丝材激光熔覆装置，包括：焊丝调节支架1、热丝装置2、绝缘板3、激光头5、保护气管6、保护气调节支架7和支架安装座8，所述支架安装座8安装于所述激光头5上，并能够相对于所述激光头进行转动调节，所述绝缘板3和保护气调节支架7分别安装于所述支架安装座8上，所述焊丝调节支架1安装于所述绝缘板3上，所述热丝装置2安装于所述焊丝调节支架1上，所述焊丝调节支架1能够向所述热丝装置2提供五个维度的运动调节，所述保护气管6安装于所述保护气调节支架7上，所述保护气调节支架7能够向所述保护气管6提供五个维度的运动调节。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述激光头5的输出激光束在待加工的工件4表面聚焦形成熔池11，所述热丝装置2连接于送丝机，来自送丝机的丝材经热丝装置加热后输送至所述熔池11，所述保护气管连接于保护气源，来自保护气源的保护气经保护气管输出至所述熔池11，丝材在所述熔池被激光熔覆于工件表面。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述支架安装座8包括相互分离的绝缘板安装座14和保护气调节支架安装座15，所述绝缘板安装座14可转动的设置于所述激光头上，所述绝缘板安装座14和保护气调节支架安装座15均包括安装底板和安装侧板，所述绝缘板安装座14的安装底板上设有第一弧形长槽孔，所述绝缘板安装座通过螺钉穿过所述第一弧形长槽孔而连接于所述激光头上，借助第一弧形长槽孔和螺钉的相对运动实现绝缘板安装座14在激光头上的转动调节；所述保护气调节支架安装座15可转动的设置于所述绝缘板安装座14上，所述保护气调节支架安装座15的安装底板上开设有第二弧形长槽孔，所述保护气调节支架安装座15通过螺钉穿过第二弧形长槽孔而连接于所述绝缘板安装座的安装底板上，借助第二弧形长槽孔和螺钉的相对运动实现保护气调节支架安装座15在绝缘板安装座14上的转动调节；所述绝缘板3固定连接于所述绝缘板安装座14的安装侧板上，所述保护气调节支架7固定连接于所述保护气调节支架安装座15的安装侧板上。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述焊丝调节支架1能够向所述热丝装置2提供沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的平移调节、绕与X轴平行轴向的旋转调节以及沿热丝装置自身轴向的平移调节，其中X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相互垂直。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述焊丝调节支架1包括固定架16、Z向调节架17、X向调节架18、Y向调节架19和旋转调节架20；所述固定架16固定连接于所述绝缘板3上，所述Z向调节架17沿Z轴方向可平移滑动地连接于所述固定架16上，所述X向调节架18沿X轴方向可平移滑动地连接于所述Z向调节架17上，所述Y向调节架19沿Y轴方向可平移滑动地连接于所述X向调节架18上，所述旋转调节架20可旋转的连接于所述Y向调节架19上，且所述旋转调节架20的旋转轴线方向平行于所述X轴方向，所述热丝装置沿自身轴线方向可平移滑动地安装于所述旋转调节架20上。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述Z向调节架17和所述固定架16之间、所述X向调节架18和所述Z向调节架17之间以及所述Y向调节架19和所述X向调节架18之间均借助燕尾平移结构30实现平移滑动连接，所述燕尾平移结构包括燕尾槽和燕尾块，燕尾槽具有直线延伸槽型结构，燕尾块嵌入燕尾槽内并能够沿燕尾槽的延伸方向平移滑动；所述Z向调节架17和所述固定架16之间、所述X向调节架18和所述Z向调节架17之间以及所述Y向调节架19和所述X向调节架18之间均设置有平移调节杆，通过所述平移调节杆调节平移滑动距离；所述旋转调节架20的顶端可旋转地连接于所述Y向调节架19的旋转轴21上，所述旋转轴21平行于X轴方向设置，所述Y向调节架19和旋转调节架20之间设置有旋转调节杆22，通过所述旋转调节杆22调节旋转调节架20相对于Y向调节架19的旋转角度。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述旋转调节架20上设置有安装套筒，所述热丝装置2包括陶瓷绝缘导丝管、第一电极接口9、第二电极接口10、热丝机和送丝机接口8，所述陶瓷绝缘导丝管可平移滑动地安装于所述安装套筒内，所述第一电极接口9和第二电极接口10设置于陶瓷绝缘导丝管上并位于安装套筒的两侧，所述陶瓷绝缘导丝管的一端设置所述送丝机接口8，所述送丝机接口外接送丝机，所述陶瓷绝缘导丝管的另一端设置导丝嘴，来自送丝机的丝材穿过陶瓷绝缘导丝管后经导丝嘴输出，并在陶瓷绝缘导丝管内通过如下两种方式之一被加热：第一种方式为将所述第一电极接口9和第二电极接口10通过电缆分别连接于热丝机的正负电极，丝材通过第一电极接口9和第二电极接口10之间的陶瓷绝缘导丝管后被加热，第二种方式为将所述第一电极接口9或第二电极接口10连接于所述热丝机的一个电极，所述热丝机的另一个电极与待加工的工件接通，丝材通过第一电极接口9或第二电极接口10和导丝嘴之间的陶瓷绝缘导丝管后被加热。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述保护气调节支架7能够向所述保护气管6提供沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的平移调节、绕与X轴平行轴向的旋转调节以及沿保护气管自身轴向的平移调节，其中X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相互垂直。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述保护气调节支架7包括固定架23、Z向调节架24、X向调节架25、Y向调节架26和旋转调节架27；所述固定架23固定连接于所述支架安装座8中的保护气调节支架安装座15上，所述Z向调节架24沿Z轴方向可平移滑动地连接于所述固定架23上，所述X向调节架25沿X轴方向可平移滑动地连接于所述Z向调节架24上，所述Y向调节架26沿Y轴方向可平移滑动地连接于所述X向调节架25上，所述旋转调节架27可旋转的连接于所述Y向调节架26上，且所述旋转调节架27的旋转轴线方向平行于所述X轴方向，所述保护气管6沿自身轴线方向可平移滑动地安装于所述旋转调节架27上。

进一步的根据本发明所述的丝材激光熔覆装置，其中所述Z向调节架24和所述固定架23之间、所述X向调节架25和所述Z向调节架24之间以及所述Y向调节架26和所述X向调节架25之间均借助燕尾平移结构30实现平移滑动连接，所述燕尾平移结构包括燕尾槽和燕尾块，燕尾槽具有直线延伸槽型结构，燕尾块嵌入燕尾槽内并能够沿燕尾槽的延伸方向平移滑动；所述Z向调节架24和所述固定架23之间、所述X向调节架25和所述Z向调节架24之间以及所述Y向调节架26和所述X向调节架25之间均设置有平移调节杆，通过所述平移调节杆调节平移滑动距离；所述旋转调节架27的顶端可旋转地连接于所述Y向调节架26的旋转轴28上，所述旋转轴28平行于X轴方向设置，所述Y向调节架26和旋转调节架27之间设置有旋转调节杆29，通过所述旋转调节杆29调节旋转调节架27相对于Y向调节架26的旋转角度，所述旋转调节架27上设置有安装套筒，保护气管可平移滑动地安装于所述安装套筒内。

本发明的主要创新技术及其技术效果至少包括：

1）本发明创新的在激光头上设置相互分离的绝缘板安装座和保护气调节支架安装座，分别用于固定绝缘板和保护气调节支架，所述安装座可分别绕激光头进行360°旋转调节，实现了安装座相对激光头的任意角度调节；

2）本发明创新的将焊丝调节支架固定在绝缘板上，实现了在X方向（横向）、Y方向（纵向）、Z方向（竖直）三个方向平移调节以及绕X方向（横向）一定角度旋转调节和沿热丝装置轴线方向的平移调节，使得焊丝调节支架至少可以提供五个维度的位置调节；

3）本发明创新的将保护气调节支架固定在激光头上，可以在X方向（横向）、Y方向（纵向）、Z方向（竖直）三个方向平移调节以及绕X方向（横向）一定角度旋转调节和沿保护气管轴线方向的平移调节，使得保护气调节支架至少可以提供五个维度的位置调节；

4）本发明创新的将热丝装置固定在焊丝调节支架上，通过电缆外接热丝机，创新的可通过两种热丝方式进行热丝：通过电缆分别外接热丝机正负极，实现热丝；通过将其中一个电极接口外接热丝机，热丝机另外一个电极接口与工件接通，焊丝穿过热丝装置与工件接通，实现热丝，实现了对热丝方式及热丝程度的灵活选择；

5）本发明通过在焊丝调节支架和支架安装座之间引入绝缘板，确保了焊丝无漏电发生。

6）本发明创新的将保护气管固定在保护气调节装置上，可根据实际工艺需求更换导气嘴。

7）综上本发明提出的丝材激光熔覆装置中的热丝装置和保护气管均可实现五个维度调节，加上其安装座自身相对于激光头的旋转调节维度，可同时实现六个维度调节，使得所述丝材激光熔覆装置能够根据实际工艺需求同时在六个维度调整送丝角度、出丝距离、保护气角度、保护气距离、热丝方式等参数，大大提高了激光熔覆的灵活性、质量和效率，具有广阔的推广应用前景，同时本发明所述装置的结构简单、操作方便和固定可靠，属于新一代丝材激光熔覆设备。

附图说明

图1为本发明所述丝材激光熔覆装置的结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1、焊丝调节支架；2、热丝装置；3、绝缘板；4、工件；5、激光头；6、保护气管；7、保护气调节支架；8、支架安装座；9、第一电极接口；10、第二电极接口；11、熔池；12、激光束；13、气源接口；14、绝缘板安装座；15-保护气调节支架安装座；16-固定架；17-Z向调节架；18-X向调节架；19-Y向调节架；20-旋转调节架；21-旋转轴；22-旋转调节杆；23-固定架；24-Z向调节架；25-X向调节架；26-Y向调节架；27-旋转调节架；28-旋转轴；29-旋转调节杆；30-燕尾平移结构；31-送丝机接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。

本发明提出一种丝材激光熔覆装置，如附图1所示，所述装置包括焊丝调节支架1、热丝装置2、绝缘板3、激光头5、保护气管6、保护气调节支架7和支架安装座8，所述支架安装座8安装于所述激光头5上，并能够相对于所述激光头进行转动调节，所述绝缘板3和保护气调节支架7安装于分别安装于所述支架安装座8上，所述焊丝调节支架1安装于所述绝缘板3上，通过所述绝缘板实现与支架安装座的绝缘隔绝。所述热丝装置2安装于所述焊丝调节支架1上，所述焊丝调节支架1能够向热丝装置提供五个维度的运动调节，所述保护气管6安装于所述保护气调节支架7上，所述保护气调节支架7能够向保护气管6提供五个维度的运动调节。待加工的工件4装夹至具有旋转功能的工作台上，所述激光头5处于工件4的上方，优选的所述激光头5安装在具有沿工件4的轴线方向移动的工作台上。所述热丝装置通过电缆外接热丝机，且所述热丝装置外接送丝机。所述保护气管6连接于保护气源。工作时激光头输出的激光束在工件4表面聚焦形成熔池11，丝材通过热丝装置2加热并送丝至熔池11，同时来自保护气管6的保护气喷射至熔池区域，所述热丝装置2和保护气管6能够围绕熔池进行五个维度的调节，从而使得送丝位置和保护气输出位置可围绕熔池区域进行任意调整，并使得送丝角度和保护气角度可绕激光头旋转任意角度进行调节，丝材在激光能量的作用下于熔池区域熔化，同时在保护气的保护作用下激光熔覆于工件表面，实现了对工件的激光熔覆加工。

进一步的所述激光头在实际使用中可安装在位于工件上方的能够沿工件4轴线方向移动的工作台上，实现激光熔覆位置的粗调。

进一步的，所述支架安装座8以可相对于激光头输出激光束中心轴线旋转调节的方式安装激光头上，所述支架安装座8上优选的可设置有弧形调节槽，螺钉穿过弧形调节槽后连接于激光头主体支架上，从而借助弧形调节槽实现支架安装座8在激光头主体支架上的转动调节。更有选的所述支架安装座包括相互分离的绝缘板安装座14和保护气调节支架安装座15，分别可以绕激光头作360°的旋转调节，如附图1所示的，所述绝缘板安装座14和保护气调节支架安装座15均包括安装底板和安装侧板，所述绝缘板安装座14的安装底板上设有第一弧形长槽孔，所述绝缘板安装座通过螺钉穿过所述第一弧形长槽孔而连接于激光头主体支架的螺纹孔内，借助第一弧形长槽孔和螺钉的相对运动调节绝缘板安装座14相对于激光头5的旋转角度。所述保护气调节支架安装座15可转动的设置于所述绝缘板安装座14上，具体的所述绝缘板安装座的安装底板上开设有螺纹孔，用于连接保护气调节支架安装座15，所述保护气调节支架安装座15的安装底板上开设有第二弧形长槽孔，所述保护气调节支架安装座15通过螺钉穿过第二弧形长槽孔而连接于绝缘板安装座安装底板的螺纹孔内，借助第二弧形长槽孔和螺钉的相对运动调节保护气调节支架安装座15相对于绝缘板安装座14的旋转角度，最终实现保护气调节支架安装座15相对于激光头的旋转调节。进一步优选的所述绝缘板安装座14的安装底板和安装侧板相互垂直，所述保护气调节支架安装座15的安装底板和安装侧板相互垂直。进一步优选的亦可采用将所述绝缘板安装座14设置于所述绝缘板安装座14上的结构。

进一步的所述绝缘板3通过螺钉固定连接于所述绝缘板安装座14的安装侧板上。

进一步的所述焊丝调节支架1能够提供五个维度的运动调节，具体的包括三个相互垂直坐标方向（即X方向、Y方向和Z方向）的平移运动调节，一个转动调节（X方向）和一个轴向伸缩运动调节。具体的所述焊丝调节支架1包括固定架16、Z向调节架17、X向调节架18、Y向调节架19、旋转调节架20、旋转轴21、旋转调节杆22和三个平移调节杆；所述固定架16固定连接于所述绝缘板3上，所述Z向调节架17可沿Z向平移滑动的连接于所述固定架16上，Z向为图1中的上下移动方向，所述Z向调节架17和固定架16之间借助于燕尾平移结构30实现平移滑动，所述的燕尾平移结构包括燕尾槽和燕尾块，其中燕尾槽具有直线延伸槽型结构，燕尾块嵌入燕尾槽内并能够沿燕尾槽的延伸方向滑动，优选在所述Z向调节架17上设置有燕尾块，在所述固定架16上设置有燕尾槽，两者亦可互换设置。进一步优选的在所述固定架16和Z向调节架17之间设置有平移调节杆，用于实现Z向调节架17相对于所述固定架16的上下平移调节，所述平移调节杆可采用现有技术中的调节机构，如可借助螺纹、丝杆等进行调节，优选的可包括固定于固定架16上的调节座和连接于Z向调节架17上的调节杆。所述X向调节架18可沿X方向平移滑动的连接于所述Z向调节架17上，X向为图1中的垂直纸面移动方向，所述X向调节架18和Z向调节架17之间借助于所述燕尾平移结构30实现X向平移滑动调节，优选的在所述X向调节架18上设置有燕尾块，在所述Z向调节架17上设置有燕尾槽，同时在所述X向调节架18和Z向调节架17之间设置有平移调节杆。所述Y向调节架19可沿Y方向平移滑动的连接于所述X向调节架18上，Y向为图1中的左右移动方向，所述Y向调节架19和X向调节架18之间借助于所述燕尾平移结构30实现Y向平移滑动调节，优选的在所述Y向调节架19上设置有燕尾块，在所述X向调节架18上设置有燕尾槽，同时在所述Y向调节架19和X向调节架18之间设置有平移调节杆。所述旋转调节架20可旋转的连接于所述Y向调节架19上，其旋转方向为平行于图1中X方向的旋转轴21的轴线方向，具体的旋转调节架20的顶端可转动地连接于Y向调节架19的旋转轴21上，并在Y向调节架19和旋转调节架20之间设置有旋转调节杆22，所述旋转调节杆的一端连接于Y向调节架19，所述旋转调节杆22的另一端转动连接于所述旋转调节架20上，通过转动所述旋转调节杆22实现旋转调节架20和Y向调节架19之间的旋转角度调节。

进一步的热丝装置2安装于所述旋转调节架20上，并能够沿所述旋转调节架20进行轴向伸缩移动，如附图1所示，旋转调节架20上可设置有安装套筒，热丝装置包括耐高温的陶瓷绝缘导丝管、第一电极接口9、第二电极接口10、热丝机和送丝机接口8，所述的陶瓷绝缘导丝管安装于旋转调节架的安装套筒内并能够沿丝材轴线方向在安装套筒内进行伸缩移动，所述第一电极接口9和第二电极接口10设置于陶瓷绝缘导丝管上并处于安装套筒的两侧，所述陶瓷绝缘导丝管的一端设置所述送丝机接口8，用于连接送丝机，所述陶瓷绝缘导丝管的另一端设置导丝嘴，来自送丝机的丝材经送丝机接口8进入陶瓷绝缘导丝管，并经导丝嘴输出至激光头形成的熔池位置，丝材在陶瓷绝缘导丝管内被加热。所述丝材的加热方式可通过以下两种方式实现：第一种方式为将所述第一电极接口9和第二电极接口10通过电缆连接所述热丝机的正负极，丝材通过第一电极接口9和第二电极接口10之间的陶瓷绝缘导丝管后被加热；第二种方式为所述第一电极接口9或第二电极接口10连接所述热丝机的一个电极接口，热丝机的另外一个电极接口与工件接通，这样丝材在穿过第一电极接口9或第二电极接口10和导丝嘴之间的陶瓷绝缘导丝管后被加热。实际使用中可根据需要选择对丝材的具体加热方式。所述热丝装置2安装于前述焊丝调节支架上，使得其可以在X轴（横向）、Y轴（纵向）、Z轴（竖直）三个方向上进行移动调节，并能够绕X轴（横向）一定角度进行旋转调节，同时还能够沿热丝装置自身的轴线方向在旋转调节架20的安装套筒内进行平移调节，最终使得热丝装置2导丝嘴输出的丝材能够在五个维度进行自由调节，满足了任意角度和位置下的激光熔覆要求。

进一步的保护气调节支架7能够提供五个维度的运动调节，具体的包括三个相互垂直坐标方向（即X方向、Y方向和Z方向）的平移运动调节，一个转动调节（X方向）和一个轴向伸缩运动调节。具体的所述保护气调节支架7包括固定架23、Z向调节架24、X向调节架25、Y向调节架26、旋转调节架27、旋转轴28、旋转调节杆29和三个平移调节杆。所述固定架23固定连接于所述保护气调节支架安装座15的安装侧板上，所述Z向调节架24可沿Z向平移滑动的连接于所述固定架23上，Z向为图1中的上下移动方向，所述Z向调节架24和固定架23之间借助于燕尾平移结构30实现平移滑动，所述的燕尾平移结构包括燕尾槽和燕尾块，其中燕尾槽具有直线延伸槽型结构，燕尾块嵌入燕尾槽内并能够沿燕尾槽的延伸方向滑动，优选在所述Z向调节架24上设置有燕尾块，在所述固定架23上设置有燕尾槽，两者亦可互换设置。进一步优选的在所述固定架23和Z向调节架24之间设置有平移调节杆，用于实现Z向调节架24相对于所述固定架23的上下平移调节，所述平移调节杆可采用现有技术中的调节机构，如可借助螺纹、丝杆等进行调节，优选的可包括固定于固定架23上的调节座和连接于Z向调节架24上的调节杆。所述X向调节架25可沿X方向平移滑动的连接于所述Z向调节架24上，X向为图1中的垂直纸面移动方向，所述X向调节架25和Z向调节架24之间借助于所述燕尾平移结构30实现X向平移滑动调节，优选的在所述X向调节架25上设置有燕尾块，在所述Z向调节架24上设置有燕尾槽，同时在所述X向调节架25和Z向调节架24之间设置有平移调节杆。所述Y向调节架26可沿Y方向平移滑动的连接于所述X向调节架25上，Y向为图1中的左右移动方向，所述Y向调节架26和X向调节架25之间借助于所述燕尾平移结构30实现Y向平移滑动调节，优选的在所述Y向调节架26上设置有燕尾块，在所述X向调节架25上设置有燕尾槽，同时在所述Y向调节架26和X向调节架25之间设置有平移调节杆。所述旋转调节架27可沿旋转轴的轴线方向即平行于X方向可旋转地连接于所述Y向调节架26上，X方向为图1中垂直纸面方向，具体的旋转调节架27的顶端可转动地连接于Y向调节架26的旋转轴28上，并在Y向调节架26和旋转调节架27之间设置有旋转调节杆29，所述旋转调节杆29的一端连接于Y向调节架26，所述旋转调节杆29的另一端转动连接于所述旋转调节架27上，通过转动所述旋转调节杆29实现旋转调节架27和Y向调节架26之间的旋转角度调节。

进一步的保护气管6安装于所述旋转调节架27上，并能够沿所述旋转调节架27进行轴向伸缩移动，如附图1所示，旋转调节架27上可设置有安装套筒，保护气管6安装于旋转调节架的安装套筒内并能够沿保护气管自身轴线方向在安装套筒内进行伸缩移动，所述保护气管的一端连接于保护气源，所述保护气管的另一端形成为导气嘴，所述导气嘴靠近激光头输出激光束的熔池区域，可根据工艺需求更换不同规格的导气嘴，从而控制气流大小。所述保护气管6安装于前述保护气调节支架7上，使得其可以在X轴（横向）、Y轴（纵向）、Z轴（竖直）三个方向上进行移动调节，并能够绕X轴（横向）一定角度进行旋转调节，同时还能够沿保护气管自身的轴线方向在旋转调节架27的安装套筒内进行平移调节，最终使得保护气管导气嘴的保护气输出方向能够在五个维度进行自由调节，满足了任意角度和位置下的激光熔覆要求。

下面给出本发明的应用实施例

实施例一：

本实施例使用本发明所述的丝材激光熔覆装置进行工件激光熔覆加工，具体的对一种圆柱型工件进行热丝激光熔覆，首先将工件4装夹至具有旋转功能的工作台上，将激光头5安装在具有沿工件4轴线方向移动的工作台上。

本实例可采用提前热丝，即第一电极接口9和第二电极接口10分别与热丝机两极接通，第一电极接口9与第二电极接口10之间具有绝缘端子和绝缘管，接通后只能通过焊丝导电，从而实现加热；或者可采用工件4导电热丝，即第一电极接口9与热丝机一电极接通，工件4与热丝机另一电极接通，焊丝与工件4接通，接通后通过焊丝导电，从而实现热丝。

本实例绝缘板3安装在激光头5上，焊丝调节支架1安装在绝缘板3上，从而起到绝缘作用。

本实例焊丝调节支架1可绕激光头5旋转任意角度从而调节送丝角度，利用X、Y、Z三个方向的燕尾槽，可以进行平移调节从而调节焊丝与激光束和熔池11的相对位置，同时可绕工件4轴线进行角度调节从而调节焊丝的仰角，热丝装置2可以沿其轴向靠近或远离工件4，从而控制出丝距离。

本实例保护气调节装置7可绕激光头5旋转任意角度从而调节保护气角度；利用X、Y、Z三个方向的燕尾槽，可以进行平移调节从而调节保护气与激光束和熔池11的相对位置，同时绕工件4轴线进行角度调节从而调节保护气的仰角，保护气管6可以沿自身轴向靠近或远离工件4，从而控制保护气距离。

本实例保护气管6一端连接气源，靠近熔池11一端连接导气嘴，根据工艺需求更换不同规格的导气嘴，从而控制气流大小。

本发明的有益效果为：根据实际工艺需求，调整送丝角度、出丝距离、保护气角度、保护气距离、热丝方式，提高了激光熔覆的质量和效率，具有较强的灵活性，同时装置整体结构简单、操作方便和固定可靠，具有广阔的推广应用前景。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (4)

1.一种丝材激光熔覆装置，其特征在于，包括：焊丝调节支架（1）、热丝装置（2）、绝缘板（3）、激光头（5）、保护气管（6）、保护气调节支架（7）和支架安装座（8），所述支架安装座（8）安装于所述激光头（5）上，并能够相对于所述激光头进行转动调节，所述绝缘板（3）和保护气调节支架（7）分别安装于所述支架安装座（8）上，所述焊丝调节支架（1）安装于所述绝缘板（3）上，所述热丝装置（2）安装于所述焊丝调节支架（1）上，所述焊丝调节支架（1）能够向所述热丝装置（2）提供五个维度的运动调节，具体的所述焊丝调节支架（1）能够向所述热丝装置（2）提供沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的平移调节、绕与X轴平行轴向的旋转调节以及沿热丝装置自身轴向的平移调节；所述保护气管（6）安装于所述保护气调节支架（7）上，所述保护气调节支架（7）能够向所述保护气管（6）提供五个维度的运动调节，具体的所述保护气调节支架（7）能够向所述保护气管（6）提供沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的平移调节、绕与X轴平行轴向的旋转调节以及沿保护气管自身轴向的平移调节；其中X轴方向、Y轴方向和Z轴方向相互垂直；

所述焊丝调节支架（1）包括第一固定架、第一Z向调节架、第一X向调节架、第一Y向调节架和第一旋转调节架；所述第一固定架固定连接于所述绝缘板上，所述第一Z向调节架沿Z轴方向可平移滑动地连接于所述第一固定架上，所述第一X向调节架沿X轴方向可平移滑动地连接于所述第一Z向调节架上，所述第一Y向调节架沿Y轴方向可平移滑动地连接于所述第一X向调节架上，所述第一旋转调节架可旋转的连接于所述第一Y向调节架上，且所述第一旋转调节架的旋转轴线方向平行于所述X轴方向，所述热丝装置沿自身轴线方向可平移滑动地安装于所述第一旋转调节架上；

所述保护气调节支架（7）包括第二固定架、第二Z向调节架、第二X向调节架、第二Y向调节架和第二旋转调节架；所述第二固定架固定连接于所述支架安装座（8）中的保护气调节支架安装座（15）上，所述第二Z向调节架沿Z轴方向可平移滑动地连接于所述第二固定架上，所述第二X向调节架沿X轴方向可平移滑动地连接于所述第二Z向调节架上，所述第二Y向调节架沿Y轴方向可平移滑动地连接于所述第二X向调节架上，所述第二旋转调节架可旋转的连接于所述第二Y向调节架上，且所述第二旋转调节架的旋转轴线方向平行于所述X轴方向，所述保护气管（6）沿自身轴线方向可平移滑动地安装于所述第二旋转调节架上；

所述支架安装座（8）包括相互分离的绝缘板安装座（14）和保护气调节支架安装座（15），所述绝缘板安装座（14）可转动的设置于所述激光头上，所述绝缘板安装座（14）和保护气调节支架安装座（15）均包括安装底板和安装侧板，所述绝缘板安装座（14）的安装底板上设有第一弧形长槽孔，所述绝缘板安装座通过螺钉穿过所述第一弧形长槽孔而连接于所述激光头上，借助第一弧形长槽孔和螺钉的相对运动实现绝缘板安装座（14）在激光头上的转动调节；所述保护气调节支架安装座（15）可转动的设置于所述绝缘板安装座（14）上，所述保护气调节支架安装座（15）的安装底板上开设有第二弧形长槽孔，所述保护气调节支架安装座（15）通过螺钉穿过第二弧形长槽孔而连接于所述绝缘板安装座的安装底板上，借助第二弧形长槽孔和螺钉的相对运动实现保护气调节支架安装座（15）在绝缘板安装座（14）上的转动调节；所述绝缘板（3）固定连接于所述绝缘板安装座（14）的安装侧板上，所述保护气调节支架（7）固定连接于所述保护气调节支架安装座（15）的安装侧板上；

所述第一旋转调节架上设置有安装套筒，所述热丝装置（2）包括陶瓷绝缘导丝管、第一电极接口（9）、第二电极接口（10）、热丝机和送丝机接口，所述陶瓷绝缘导丝管可平移滑动地安装于所述安装套筒内，所述第一电极接口（9）和第二电极接口（10）设置于陶瓷绝缘导丝管上并位于安装套筒的两侧，所述陶瓷绝缘导丝管的一端设置所述送丝机接口，所述送丝机接口外接送丝机，所述陶瓷绝缘导丝管的另一端设置导丝嘴，来自送丝机的丝材穿过陶瓷绝缘导丝管后经导丝嘴输出，并在陶瓷绝缘导丝管内通过如下两种方式之一被加热：第一种方式为将所述第一电极接口（9）和第二电极接口（10）通过电缆分别连接于热丝机的正负电极，丝材通过第一电极接口（9）和第二电极接口（10）之间的陶瓷绝缘导丝管后被加热，第二种方式为将所述第一电极接口（9）或第二电极接口（10）连接于所述热丝机的一个电极，所述热丝机的另一个电极与待加工的工件接通，丝材通过第一电极接口（9）或第二电极接口（10）和导丝嘴之间的陶瓷绝缘导丝管后被加热。

2.根据权利要求1所述的丝材激光熔覆装置，其特征在于，所述激光头（5）的输出激光束在待加工的工件（4）表面聚焦形成熔池（11），所述热丝装置（2）连接于送丝机，来自送丝机的丝材经热丝装置加热后输送至所述熔池（11），所述保护气管连接于保护气源，来自保护气源的保护气经保护气管输出至所述熔池（11），丝材在所述熔池被激光熔覆于工件表面。

3.根据权利要求1所述的丝材激光熔覆装置，其特征在于，所述第一Z向调节架和所述第一固定架之间、所述第一X向调节架和所述第一Z向调节架之间以及所述第一Y向调节架和所述第一X向调节架之间均借助燕尾平移结构（30）实现平移滑动连接，所述燕尾平移结构包括燕尾槽和燕尾块，燕尾槽具有直线延伸槽型结构，燕尾块嵌入燕尾槽内并能够沿燕尾槽的延伸方向平移滑动；所述第一Z向调节架和所述第一固定架之间、所述第一X向调节架和所述第一Z向调节架之间以及所述第一Y向调节架和所述第一X向调节架之间均设置有平移调节杆，通过所述平移调节杆调节平移滑动距离；所述第一旋转调节架的顶端可旋转地连接于所述第一Y向调节架的旋转轴（21）上，所述旋转轴（21）平行于X轴方向设置，所述第一Y向调节架和第一旋转调节架之间设置有第一旋转调节杆，通过所述第一旋转调节杆调节第一旋转调节架相对于第一Y向调节架的旋转角度。

4.根据权利要求1所述的丝材激光熔覆装置，其特征在于，所述第二Z向调节架和所述第二固定架之间、所述第二X向调节架和所述第二Z向调节架之间以及所述第二Y向调节架和所述第二X向调节架之间均借助燕尾平移结构（30）实现平移滑动连接，所述燕尾平移结构包括燕尾槽和燕尾块，燕尾槽具有直线延伸槽型结构，燕尾块嵌入燕尾槽内并能够沿燕尾槽的延伸方向平移滑动；所述第二Z向调节架和所述第二固定架之间、所述第二X向调节架和所述第二Z向调节架之间以及所述第二Y向调节架和所述第二X向调节架之间均设置有平移调节杆，通过所述平移调节杆调节平移滑动距离；所述第二旋转调节架的顶端可旋转地连接于所述第二Y向调节架的旋转轴（28）上，所述旋转轴（28）平行于X轴方向设置，所述第二Y向调节架和第二旋转调节架之间设置有第二旋转调节杆，通过所述第二旋转调节杆调节第二旋转调节架相对于第二Y向调节架的旋转角度，所述第二旋转调节架上设置有安装套筒，保护气管可平移滑动地安装于所述安装套筒内。

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