CN112064012A - 一种应用于工件修复的激光熔覆装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于工件修复的激光熔覆装置,包括熔覆平台、夹持设备、熔覆加工设备和熔覆处理设备,熔覆平台上设置夹持设备,熔覆处理设备包括行走机构、加热装置和粉末回收装置,行走机构包括第一导轨、行走架、移动架,所述第一导轨数量为两个并分布于夹持机构的两侧,所述行走架的两端底部滑动设置在两个第二导轨上,移动架位于行走架上方,移动架顶部设有剪式升降架,剪式升降架顶端设有安装平台,安装平台上设置加热装置和粉末回收装置。通过行走机构带动加热装置进行三维方向移动,通过加热座设置在工件待熔覆位置外侧部位,并利用红外加热管对工件进行局部预加热,有效保证了熔覆质量。

Description

一种应用于工件修复的激光熔覆装置
技术领域
本发明属于熔覆装置技术领域,具体涉及一种应用于工件修复的激光熔覆装置。
背景技术
激光熔覆亦称激光熔敷或激光包覆,是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层。根据其应用特点,可对具有一定深度制造缺陷、误加工损伤或服役损伤的零件进行修复。
(1)目前激光熔覆设备可以实现平板类熔覆、轴类零件熔覆、简单回转体类外圆零件熔覆,但对于一些结构复杂的异型工件,如各种支架结构的工件,在熔覆时则相对困难,主要原因在于目前没有相应的夹持设备能够很好的对异型工件进行夹持,当异型工件的熔覆位置在其内侧时,熔覆喷头不能很好的倾斜到适当的位置,而现有的夹持设备结构固定,无法进行改变,因此不能适用于异型工件熔覆的夹持定位需求。(2)现有的熔覆装置采用激光器通过光纤与聚焦组件连接,并通过聚焦组件将激光发射到在工件表面,而在激光器工作时,其自身会向外散发大量的热量,大量的热量积聚在激光器的外侧,容易使激光器内部的环境温度升高,从而影响激光器的正常工作和运转。(3)现有的激光熔覆过程中,由于工件在快速加热和快速冷却时,引起热应力大问题,使得工件表面的熔覆层极易产生裂纹,从而影响到熔覆质量。(4)并且现有技术中激光熔覆过程中会含有大量未熔粉末,这些未熔粉末会掉落到设备上和工作台上,甚至漂浮在空气中,不仅造成严重浪费,还会影响人体健康。
发明内容
本发明针对上述问题,公开了一种应用于工件修复的激光熔覆装置,解决了夹持设备固定结构单一,不能满足对异型工件的定位熔覆,同时采用了高效水冷冷却结构对激光器进行有效冷却,保障了激光器的正常运转;采用了加热装置对工件进行预加热,解决了工件熔覆层出现裂纹的现象,最后采用粉体回收装置对熔覆过程中掉落的粉末以及漂浮的粉末进行回收利用。
具体的技术方案如下:
一种应用于工件修复的激光熔覆装置,包括熔覆平台、夹持设备、熔覆加工设备和熔覆处理设备,熔覆平台上设置所述夹持设备,所述熔覆加工设备设置在熔覆平台的一侧,且熔覆加工设备包括机械臂、熔覆加工头、激光发射器、水冷设备和粉末输送装置,所述机械臂上固定安装熔覆加工头,所述粉末输送装置通过管道与熔覆加工头连接,并向熔覆加工头输送金属粉末,所述激光发射器通过光纤与熔覆加工头连接,并通过激光对工件上的金属粉末进行加热熔覆,所述水冷设备设置在激光发射器中;所述熔覆处理设备包括行走机构、加热装置和粉末回收装置,所述行走机构设置在熔覆平台上并位于夹持设备的中部,行走机构包括第一导轨、行走架、移动架,所述第一导轨数量为两个并分布于夹持机构的两侧,所述行走架的两端底部滑动设置在两个第二导轨上,行走架上水平设置有移动丝杆,且行走架上的一端设置有步进电机,所述步进电机与移动丝杆的一端固定连接,行走架的两侧设有滑轨,行走架通过所述滑轨滑动连接所述移动架,移动架位于行走架上方,且移动架底端与移动丝杆螺纹连接,移动架顶部设置有剪式升降架,所述剪式升降架顶端水平设置有安装平台,所述安装平台上设置所述加热装置和粉末回收装置。
进一步的,所述加热装置包括支撑座、加热座和红外加热管,所述支撑座设置在安装平台上的一端,支撑座上固定设置所述加热座,所述加热座呈U型结构,且加热座的内壁上排列设置有多个红外加热管;
进一步的,所述粉末回收装置包括固定支架、收集斗、收集箱和抽风机,所述固定支架设置在支撑座的一侧,且固定支架上设置所述收集斗,所述收集斗底端一侧与收集箱连接,且收集箱的一侧连接有抽风机。
进一步的,所述夹持设备包括固定座,所述固定座为中空结构,两个固定座底部之间水平设置有定位座,且定位座内腔与固定座内腔相连通,定位座中设置有第一转动座,所述第一转动座中水平设置有驱动轴,所述驱动轴两端均设有第一锥齿轮,定位座的一端设置有伺服电机,所述伺服电机的输出轴与驱动轴的一端驱动连接,所述固定座中设有第二转动座,第二转动座上转动设置有丝杆,所述丝杆为纵向设置,且两个丝杆的螺纹方向相同,丝杆的顶端与固定座顶端转动连接,丝杆的底端进入到定位座中并设有第二锥齿轮,所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接,两个固定座相对一侧表面纵向开设有滑口,且固定座上设置有活动夹持机构,活动夹持机构一端穿过滑口并与丝杆螺纹连接,两个活动夹持机构之间呈相对设置并对工件进行夹持,实现伺服电机通过驱动轴带动两个丝杆相反方向旋转,使得两个活动夹持机构在丝杆上的活动方向相反,从而使工件倾斜。
进一步的,所述活动夹持机构包括升降座、驱动电机、活动套、伸缩柱和夹持座,所述升降座的一端均设有螺纹座,所述螺纹座设置在丝杆上并与丝杆螺纹连接,升降座另一端均转动设有转动盘,其中一个升降座的底部设有安装座,所述安装座上设置所述驱动电机,且驱动电机的输出轴上设有主动齿轮,所述转动盘的一侧表面设置垂直设置所述活动套,活动套上设置有从动齿轮,所述从动齿轮与主动齿轮啮合连接,实现驱动电机带动活动套以及转动盘在升降座上旋转,活动套的一端为开口设置,且活动套中滑动设置所述伸缩柱,伸缩柱一端与活动套一端之间连接有压缩弹簧,伸缩柱另一端设有铰接座,所述铰接座上铰接所述夹持座,所述夹持座的一侧活动设置有两个上下分布的夹持块,两个夹持块之间贯穿设置有定位螺栓,定位螺栓上螺纹连接有定位螺母。
进一步的,还包括有控制机构,所述控制机构包括PLC控制器和接近传感器,所述PLC控制器固定设置在固定座上,且PLC控制器分别与伺服电机、驱动电机、接近传感器和步进电机电连接,所述接近传感器设置在固定座的内壁上,且接近传感器位于两个活动夹持机构处于同一水平位置时的固定座内壁上。
进一步的,所述伸缩柱的一端设有限位凸块,且活动套的开口一端的内壁上设有限位端,所述限位端对限位凸块进行限位。
进一步的,所述水冷设备包括安装板,所述安装板的顶端安装有支撑板,所述安装板的中部开设有安装槽,所述安装槽的内部安装有激光器,所述安装板的顶端且位于激光器的两侧安装有固定套,所述固定套的内部共同安装有冷凝架,所述冷凝架位于激光器的上方,所述安装板顶端的左侧安装有循环泵,所述循环泵的输出端与冷凝架相连通,所述冷凝架的右侧安装有输水管,所述支撑板正面右侧的中部安装有换热管,所述换热管的内壁安装有保温层,所述保温层的内部安装有支撑架,所述支撑架的内腔的上下两侧均安装有转换接头,两个转换接头的一侧共同连通有散热管架,所述转换接头分别与输水管和回流管相连通,所述支撑架的外侧活动套装有导热管架,所述导热管架的上下两端均与导流管相连通,所述换热管的顶端连通有回流管,所述回流管远离换热管的一端与循环泵相连通,所述支撑板右侧的中部安装有冷却机构,所述冷却机构通过导流管与换热管相连通。
进一步的,所述冷却机构包括安装有支撑板右侧的固定架,所述固定架的内部安装有散热水箱,所述散热水箱左侧的中部安装有散热风扇,所述散热风扇左侧的中部安装有风扇电机。
进一步的,所述支撑板正面的中部安装有储水箱,所述储水箱内腔的中部横向安装有隔板,所述隔板的中部安装有压力阀,所述储水箱顶端的中部与左侧的底部均连通有导水管,所述导水管远离储水箱的一端与回流管相连通,所述回流管的中部安装有流量控制阀,所述支撑板正面的顶部安装有导热板,所述导热板位于回流管的上方,所述导热板的顶端安装有等距离排列的散热片。
本发明的有益效果体现在:
(1)熔覆处理设备中通过行走机构带动加热装置和粉末回收装置进行三维移动,通过加热装置中的U型结构加热座设置在工件待熔覆位置的外侧部位,并通过红外加热管对工件进行局部预加热,使得工件局部表面达到预定温度,从而在即将进行熔覆的工件上保持良好的温度场,避免了温差过大而导致熔覆层裂纹的出现,有效保证了熔覆质量。
(2)粉体回收装置通过行走机构的带动下,使得收集斗始终位于熔覆加工头正在加工的工件下方,能够对工件上的洒落的金属粉末进行抽吸收集,能防止粉末随处漂浮,并且回收的金属粉末可重新利用,节约成本。
(2)夹持设备采用伺服电机通过驱动轴带动两个丝杆向相反方向旋转,使得两个活动夹持机构轴的夹持座旋转,并带动伸缩柱向外侧移动,从而实现对工件的倾斜,并且驱动电机在主动齿轮与从动齿轮的配合下带动活动套以及转动盘在升降座上旋转,以便于熔覆喷头能够在合适的角度进行熔覆作业,满足了熔覆装置对异型工件的加工需求。
(3)水冷设备通过循环泵将冷却液输送到冷凝架内部流动,通过冷凝液与外界的温度差,能够通过冷凝架吸收激光器所散发出的热量,使冷凝架内部冷却液的温度升高,循环泵能够持续地向冷凝架的内部输送冷却液,将温度高的冷却液通入到换热管中,通过换热管中的散热管架与导热管架之间的热交换,从而能够使散热管架内部的冷却液温度快速降低,并通过循环泵的作用重新输送到冷凝架的内部,从而能够持续地对激光器进行冷却。
(4)水冷设备通过设置储水箱,并通过导水管与回流管相连通,通过流量控制阀能够控制回流管内部的冷却液流到储水箱内部量的大小,在储水箱的内部设置横向的隔板对温差较大的冷却液进行分离,通过压力阀能够将储水箱上方的冷却液达到一定量时,在经过冷却后向下流动到储水箱的下方,通过控制流量控制阀的开启,能够将储水箱内部的冷却液对回流管进行补充,并且在回流管的上方设置散热片能够进一步地对回流管内部流动的冷却液进行冷却,从而能够方便循环泵输送冷却液对激光器进行冷却处理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中的侧面剖视图。
图3为本发明中熔覆处理设备的结构示意图。
图4为图2中A处放大示意图。
图5为本发明中夹持设备的俯视图。
图6为本发明中水冷设备的结构示意图。
图7为本发明中换热管的内部结构示意图。
图8为本发明中储水箱的内部结构示意图
附图标记说明
熔覆平台1;
熔覆加工设备2、机械臂21、熔覆加工头22、激光发射器23、粉末输送装置24;
熔覆处理设备3、第一导轨31、行走架32、滑轨321、移动丝杆322、步进电机323、移动架33、剪式升降架331、安装平台34、支撑座35、加热座36、红外加热管361、固定支架37、收集斗371、收集箱38、抽风机39;
夹持设备4、固定座42、第二转动座421、丝杆422、第二锥齿轮4221、滑口423、定位座43、第一转动座431、驱动轴432、第一锥齿轮4321、伺服电机433、升降座44、螺纹座441、转动盘442、安装座443、驱动电机45、主动齿轮、活动套46、从动齿轮461、压缩弹簧462、限位端463、伸缩柱47、铰接座471、限位凸块472、夹持座48、滑槽4801、夹持块481、滑动块4811、定位螺栓482、定位螺母483、PLC控制器49、接近传感器491;
水冷设备5、安装板51、循环泵52、固定套53、冷凝架54、安装槽55、激光器56、储水箱57、输水管58、压力阀59、换热管510、导流管511、风扇电机512、散热水箱513、散热风扇514、固定架515、散热片516、导热板517、流量控制阀518、导水管519、回流管520、支撑板521、保温层523、导热管架524、支撑架525、散热管架526、转换接头527、隔板528、工件6。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确,下面结合附图对本发明进行进一步描述,任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。本发明中所提及的固定连接,固定设置均为机械领域中的通用连接方式,焊接、螺栓螺母连接以及螺钉连接均可。
在本发明创造的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明创造和简化描述,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发明的限制。
如图1-8所示,一种应用于工件修复的激光熔覆装置,包括熔覆平台1、夹持设备4、熔覆加工设备2和熔覆处理设备3,熔覆平台1上设置所述夹持设备4,所述熔覆加工设备2设置在熔覆平台1的一侧,且熔覆加工设备2包括机械臂21、熔覆加工头22、激光发射器23、水冷设备5和粉末输送装置24,机械臂21上固定安装熔覆加工头22,熔覆加工头22和粉末输送装置24均为现有技术,在此不做赘述,粉末输送装置24通过管道与熔覆加工头22连接,并向熔覆加工头22输送金属粉末,所述激光发射器23通过光纤与熔覆加工头22连接,并通过激光对工件6上的金属粉末进行加热熔覆,所述水冷设备5设置在激光发射器23中;所述熔覆处理设备3包括行走机构、加热装置和粉末回收装置,所述行走机构设置在熔覆平台1上并位于夹持设备4的中部,行走机构包括第一导轨31、行走架32、移动架33,所述第一导轨31数量为两个并分布于夹持机构的两侧,所述行走架32的两端底部滑动设置在两个第二导轨上,行走架32上水平设置有移动丝杆322,且行走架32上的一端设置有步进电机323,所述步进电机323与移动丝杆322的一端固定连接,行走架32的两侧设有滑轨321,行走架32通过所述滑轨321滑动连接所述移动架33,移动架33位于行走架32上方,且移动架33底端与移动丝杆322螺纹连接,移动架33顶部设置有剪式升降架331,所述剪式升降架331顶端水平设置有安装平台34,所述安装平台34上设置所述加热装置和粉末回收装置。
进一步的,所述加热装置包括支撑座35、加热座36和红外加热管361,所述支撑座35设置在安装平台34上的一端,支撑座35上固定设置所述加热座36,所述加热座36呈U型结构,且加热座36的内壁上排列设置有多个红外加热管361;
进一步的,所述粉末回收装置包括固定支架37、收集斗371、收集箱38和抽风机39,所述固定支架37设置在支撑座35的一侧,且固定支架37上设置所述收集斗371,所述收集斗371底端一侧与收集箱38连接,且收集箱38的一侧连接有抽风机39。
进一步的,所述夹持设备4包括固定座42,所述固定座42为中空结构,两个固定座42底部之间水平设置有定位座43,且定位座43内腔与固定座42内腔相连通,定位座43中设置有第一转动座431,所述第一转动座431中水平设置有驱动轴432,所述驱动轴432两端均设有第一锥齿轮4321,定位座43的一端设置有伺服电机433,所述伺服电机433的输出轴与驱动轴432的一端驱动连接,所述固定座42中设有第二转动座421,第二转动座421上转动设置有丝杆422,所述丝杆422为纵向设置,且两个丝杆422的螺纹方向相同,丝杆422的顶端与固定座42顶端转动连接,丝杆422的底端进入到定位座43中并设有第二锥齿轮4221,所述第二锥齿轮4221与第一锥齿轮4321啮合连接,两个固定座42相对一侧表面纵向开设有滑口423,且固定座42上设置有活动夹持机构,活动夹持机构一端穿过滑口423并与丝杆422螺纹连接,两个活动夹持机构之间呈相对设置并对工件6进行夹持,实现伺服电机433通过驱动轴432带动两个丝杆422相反方向旋转,使得两个活动夹持机构在丝杆422上的活动方向相反,从而使工件6倾斜。
进一步的,所述活动夹持机构包括升降座44、驱动电机45、活动套46、伸缩柱47和夹持座48,所述升降座44的一端均设有螺纹座441,所述螺纹座441设置在丝杆422上并与丝杆422螺纹连接,升降座44另一端均转动设有转动盘442,其中一个升降座44的底部设有安装座443,所述安装座443上设置所述驱动电机45,且驱动电机45的输出轴上设有主动齿轮451,所述转动盘442的一侧表面设置垂直设置所述活动套46,活动套46上设置有从动齿轮461,所述从动齿轮461与主动齿轮451啮合连接,实现驱动电机45带动活动套46以及转动盘442在升降座44上旋转,活动套46的一端为开口设置,且活动套46中滑动设置所述伸缩柱47,伸缩柱47一端与活动套46一端之间连接有压缩弹簧462,伸缩柱47另一端设有铰接座471,所述铰接座471上铰接所述夹持座48,所述夹持座48的一侧活动设置有两个上下分布的夹持块481,两个夹持块481之间贯穿设置有定位螺栓482,定位螺栓482上螺纹连接有定位螺母483。
进一步的,还包括有控制机构,所述控制机构包括PLC控制器49和接近传感器491,所述PLC控制器49固定设置在固定座42上,且PLC控制器49分别与伺服电机433、驱动电机45、接近传感器491和步进电机323电连接,所述接近传感器491设置在固定座42的内壁上,且接近传感器491位于两个活动夹持机构处于同一水平位置时的固定座42内壁上。
进一步的,所述伸缩柱47的一端设有限位凸块472,且活动套46的开口一端的内壁上设有限位端463,所述限位端463对限位凸块472进行限位。
进一步的,所述水冷设备5包括安装板51,所述安装板51的顶端安装有支撑板521,所述安装板51的中部开设有安装槽55,所述安装槽55的内部安装有激光器56,所述安装板51的顶端且位于激光器56的两侧安装有固定套53,所述固定套53的内部共同安装有冷凝架54,所述冷凝架54位于激光器56的上方,所述安装板51顶端的左侧安装有循环泵52,所述循环泵52的输出端与冷凝架54相连通,所述冷凝架54的右侧安装有输水管58,所述支撑板521正面右侧的中部安装有换热管510,所述换热管510的内壁安装有保温层523,所述保温层523的内部安装有支撑架525,所述支撑架525的内腔的上下两侧均安装有转换接头527,两个转换接头527的一侧共同连通有散热管架526,所述转换接头527分别与输水管58和回流管520相连通,所述支撑架525的外侧活动套46装有导热管架524,所述导热管架524的上下两端均与导流管511相连通,散热管架526内部流动有温度较低的冷水,在导热管架524的内部流动温度较高的冷却液,通过散热管架526与导热管架524之间的热交换,使两个管路中的液体温度趋近,从而能够对导热管架524内部的冷却液进行冷却处理,通过循环泵52的作用,能够将冷却后的冷却液重新回到冷凝架54的内部,所述换热管510的顶端连通有回流管520,所述回流管520远离换热管510的一端与循环泵52相连通,所述支撑板521右侧的中部安装有冷却机构,所述冷却机构通过导流管511与换热管510相连通。
进一步的,所述冷却机构包括安装有支撑板521右侧的固定架515,所述固定架515的内部安装有散热水箱513,所述散热水箱513左侧的中部安装有散热风扇514,所述散热风扇514左侧的中部安装有风扇电机512,通过风扇电机512带动散热风扇514转动,能够快速地将散热管架526流入到散热水箱513内部的热水进行降温处理,使散热水箱513内部的冷水能够持续地对加热的冷却液进行降温。
进一步的,所述支撑板521正面的中部安装有储水箱57,所述储水箱57内腔的中部横向安装有隔板528,通过隔板528能够将进入到储水箱57内部的温度不同的冷却液隔开,所述隔板528的中部安装有压力阀59,通过压力阀59能够将储水箱57上方较多的冷却液缓慢地向下输送,从而能够对冷却液进行缓慢地冷却,使储水箱57内部冷却液的温度趋近,所述储水箱57顶端的中部与左侧的底部均连通有导水管519,所述导水管519远离储水箱57的一端与回流管520相连通,所述回流管520的中部安装有流量控制阀518,所述支撑板521正面的顶部安装有导热板517,所述导热板517位于回流管520的上方,所述导热板517的顶端安装有等距离排列的散热片516。
工作原理:
在夹持异型工件时,通过将异型工件的两端分别通过两个夹持板配合定位螺栓和定位螺母进行夹持固定,随后通过PLC控制器控制伺服电机通过驱动轴带动丝杆旋转,并使得两个活动夹持机构分别在两个升降座上进行上升和下降,在升降过程中,夹持座在伸缩柱一端旋转一定角度,同时伸缩柱向外侧滑动;在复位时,通过PLC控制器控制伺服电机反转,并且当其中一个活动夹持机构中的螺纹座到达接近传感器位置时,PLC控制器控制伺服电机停止转动,此时两个活动夹持机构之间处于水位状态;在翻转工件时,驱动电机通过主动齿轮和从动齿轮的配合下带动活动套和转动盘在升降座上旋转,并使得两个活动夹持机构一端进行旋转,从而实现了工件的翻转。
熔覆处理设备在工作时,通过行走机构带动安装平台到达工件熔覆位置处的下方,使得U型结构的加热座位于工件待熔覆位置的外侧部位,并通过红外加热管对工件进行局部预加热,同时收集斗针位于熔覆加工头正在加工的工件下方,并对工件上的洒落的金属粉末进行抽吸收集至收集箱中。
水冷设备工作时,启动循环泵将冷却液输送到冷凝架的内部,通过冷凝架与外界的温差效应,能够形成热传导,将激光器产生的热量进行吸收和交换,能够快速地降低激光器的表面温度,并且通过循环泵的作用能够将冷凝架内部的冷却液通过输水管输送到换热管的内部,然后启动驱动电机带动散热风扇转动,冷却液进入到导热管架的内部,散热水箱通过导流管将冷水输送到散热管架的内部,通过散热管架与导热管架之间的热交换,能够快速地使导热管架内部的冷却液温度下降,通过散热水箱的作用将散热管架内部温度升高的冷水输送到散热水箱的内部,通过散热风扇能够将散热水箱内部的冷水温度降低,并将热量散发到空气中,通过循环泵的作用能够将回流管内部的冷却液重新输送到冷凝架的内部,对激光器进行冷却,通过流量控制阀能够将回流管内部的冷却液导入到储水箱中,通过流量控制阀能够使储水箱内部的冷却液对回流管进行补充,使回流管内部具有充分的冷却液。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,包括熔覆平台(1)、夹持设备(4)、熔覆加工设备(2)和熔覆处理设备(3),熔覆平台(1)上设置所述夹持设备(4),所述熔覆加工设备(2)设置在熔覆平台(1)的一侧,且熔覆加工设备(2)包括机械臂(21)、熔覆加工头(22)、激光发射器(23)、水冷设备(5)和粉末输送装置(24),所述机械臂(21)上固定安装熔覆加工头(22),所述粉末输送装置(24)通过管道与熔覆加工头(22)连接,并向熔覆加工头(22)输送金属粉末,所述激光发射器(23)通过光纤与熔覆加工头(22)连接,并通过激光对工件(6)上的金属粉末进行加热熔覆,所述水冷设备(5)设置在激光发射器(23)中;所述熔覆处理设备(3)包括行走机构、加热装置和粉末回收装置,所述行走机构设置在熔覆平台(1)上并位于夹持设备(4)的中部,行走机构包括第一导轨(31)、行走架(32)、移动架(33),所述第一导轨(31)数量为两个并分布于夹持机构的两侧,所述行走架(32)的两端底部滑动设置在两个第二导轨上,行走架(32)上水平设置有移动丝杆(322),且行走架(32)上的一端设置有步进电机(323),所述步进电机(323)与移动丝杆(322)的一端固定连接,行走架(32)的两侧设有滑轨(321),行走架(32)通过所述滑轨(321)滑动连接所述移动架(33),移动架(33)位于行走架(32)上方,且移动架(33)底端与移动丝杆(322)螺纹连接,移动架(33)顶部设置有剪式升降架(331),所述剪式升降架(331)顶端水平设置有安装平台(34),所述安装平台(34)上设置所述加热装置和粉末回收装置。
2.如权利要求1所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,所述加热装置包括支撑座(35)、加热座(36)和红外加热管(361),所述支撑座(35)设置在安装平台(34)上的一端,支撑座(35)上固定设置所述加热座(36),所述加热座(36)呈U型结构,且加热座(36)的内壁上排列设置有多个红外加热管(361)。
3.如权利要求2所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,所述粉末回收装置包括固定支架(37)、收集斗(371)、收集箱(38)和抽风机(39),所述固定支架(37)设置在支撑座(35)的一侧,且固定支架(37)上设置所述收集斗(371),所述收集斗(371)底端一侧与收集箱(38)连接,且收集箱(38)的一侧连接有抽风机(39)。
4.如权利要求3所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,所述夹持设备(4)包括固定座(42),所述固定座(42)为中空结构,两个固定座(42)底部之间水平设置有定位座(43),且定位座(43)内腔与固定座(42)内腔相连通,定位座(43)中设置有第一转动座(431),所述第一转动座(431)中水平设置有驱动轴(432),所述驱动轴(432)两端均设有第一锥齿轮(4321),定位座(43)的一端设置有伺服电机(433),所述伺服电机(433)的输出轴与驱动轴(432)的一端驱动连接,所述固定座(42)中设有第二转动座(421),第二转动座(421)上转动设置有丝杆(422),所述丝杆(422)为纵向设置,且两个丝杆(422)的螺纹方向相同,丝杆(422)的顶端与固定座(42)顶端转动连接,丝杆(422)的底端进入到定位座(43)中并设有第二锥齿轮(4221),所述第二锥齿轮(4221)与第一锥齿轮(4321)啮合连接,两个固定座(42)相对一侧表面纵向开设有滑口(423),且固定座(42)上设置有活动夹持机构,活动夹持机构一端穿过滑口(423)并与丝杆(422)螺纹连接,两个活动夹持机构之间呈相对设置并对工件(6)进行夹持。
5.如权利要求4所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,所述活动夹持机构包括升降座(44)、驱动电机(45)、活动套(46)、伸缩柱(47)和夹持座(48),所述升降座(44)的一端均设有螺纹座(441),所述螺纹座(441)设置在丝杆(422)上并与丝杆(422)螺纹连接,升降座(44)另一端均转动设有转动盘(442),其中一个升降座(44)的底部设有安装座(443),所述安装座(443)上设置所述驱动电机(45),且驱动电机(45)的输出轴上设有主动齿轮(451),所述转动盘(442)的一侧表面设置垂直设置所述活动套(46),活动套(46)上设置有从动齿轮(461),所述从动齿轮(461)与主动齿轮(451)啮合连接,实现驱动电机(45)带动活动套(46)以及转动盘(442)在升降座(44)上旋转,活动套(46)的一端为开口设置,且活动套(46)中滑动设置所述伸缩柱(47),伸缩柱(47)一端与活动套(46)一端之间连接有压缩弹簧(462),伸缩柱(47)另一端设有铰接座(471),所述铰接座(471)上铰接所述夹持座(48),所述夹持座(48)的一侧活动设置有两个上下分布的夹持块(481),两个夹持块(481)之间贯穿设置有定位螺栓(482),定位螺栓(482)上螺纹连接有定位螺母(483)。
6.如权利要求5所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,还包括有控制机构,所述控制机构包括PLC控制器(49)和接近传感器(491),所述PLC控制器(49)固定设置在固定座(42)上,且PLC控制器(49)分别与伺服电机(433)、驱动电机(45)、接近传感器(491)和步进电机(323)电连接,所述接近传感器(491)设置在固定座(42)的内壁上,且接近传感器(491)位于两个活动夹持机构处于同一水平位置时的固定座(42)内壁上。
7.如权利要求5所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,所述伸缩柱(47)的一端设有限位凸块(472),且活动套(46)的开口一端的内壁上设有限位端(463),所述限位端(463)对限位凸块(472)进行限位。
8.如权利要求1所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,所述水冷设备(5)包括安装板(51),所述安装板(51)的顶端安装有支撑板(521),所述安装板(51)的中部开设有安装槽(55),所述安装槽(55)的内部安装有激光器(56),所述安装板(51)的顶端且位于激光器(56)的两侧安装有固定套(53),所述固定套(53)的内部共同安装有冷凝架(54),所述冷凝架(54)位于激光器(56)的上方,所述安装板(51)顶端的左侧安装有循环泵(52),所述循环泵(52)的输出端与冷凝架(54)相连通,所述冷凝架(54)的右侧安装有输水管(58),所述支撑板(521)正面右侧的中部安装有换热管(510),所述换热管(510)的内壁安装有保温层(523),所述保温层(523)的内部安装有支撑架(525),所述支撑架(525)的内腔的上下两侧均安装有转换接头(527),两个转换接头(527)的一侧共同连通有散热管架(526),所述转换接头(527)分别与输水管(58)和回流管(520)相连通,所述支撑架(525)的外侧活动套(46)装有导热管架(524),所述导热管架(524)的上下两端均与导流管(511)相连通,所述换热管(510)的顶端连通有回流管(520),所述回流管(520)远离换热管(510)的一端与循环泵(52)相连通,所述支撑板(521)右侧的中部安装有冷却机构,所述冷却机构通过导流管(511)与换热管(510)相连通。
9.如权利要求1所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,所述冷却机构包括安装有支撑板(521)右侧的固定架(515),所述固定架(515)的内部安装有散热水箱(513),所述散热水箱(513)左侧的中部安装有散热风扇(514),所述散热风扇(514)左侧的中部安装有风扇电机(512)。
10.如权利要求1所述的一种应用于工件修复的激光熔覆装置,其特征在于,所述支撑板(521)正面的中部安装有储水箱(57),所述储水箱(57)内腔的中部横向安装有隔板(528),所述隔板(528)的中部安装有压力阀(59),所述储水箱(57)顶端的中部与左侧的底部均连通有导水管(519),所述导水管(519)远离储水箱(57)的一端与回流管(520)相连通,所述回流管(520)的中部安装有流量控制阀(518),所述支撑板(521)正面的顶部安装有导热板(517),所述导热板(517)位于回流管(520)的上方,所述导热板(517)的顶端安装有等距离排列的散热片(516)。
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Denomination of invention: A Laser Cladding Device Applied to Workpiece Repair

Effective date of registration: 20230519

Granted publication date: 20220621

Pledgee: Bank of China Limited Zhenjiang Branch

Pledgor: Jiangsu Lianchen Laser Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980041179

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