CN114182255A - 一种双激光头的水平环面熔覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双激光头的水平环面熔覆方法，涉及激光熔覆技术领域。该水平环面熔覆方法通过在环面上方增加2号激光头，与1号激光头在内圆的直径两侧，使得1号激光头、内圆的圆心、2号激光头在同一直线上；环面的转台以匀降转速运行，与单激光熔覆相同，当环面开始转动后，1号激光头、2号激光头分别朝相反的方向做匀减速的平移运动，形成环面熔覆路径。本发明的双激光头的水平环面熔覆方法将环面熔覆效率提高了50％；使用以后环面的工艺参数，不需要因为参数变化重新进行工艺开发，节省了研发时间。
Description
技术领域
本发明涉及激光熔覆技术领域，具体地，涉及一种双激光头的水平环面熔覆方法。
背景技术
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。目前针对一些平面圆或环表面改性熔覆需求在持续增加，如筛煤片、刹车盘等平面环形零件品。目前熔覆此类产品有两种方式，一种是环面旋转，激光头夹持机构以不变的线速度进行螺旋搭接路径完成熔覆；另一种是环面旋转，激光头夹持机构以渐降的平移速度从内圆位置平移至外圆，为了保证路径线速度及搭接量不变，环面需要以逐渐降低的转速进行旋转。这两种方式均可加工厚度统一的环面熔覆层，如图1，环形内部黑实线为熔覆路径。
为了进一步提高环面熔覆的效率，通常的方法是提高激光器功率、送粉量、路径线速度，实际上这些上述三个量的增加，均存在一定的目前无法解决的技术问题。1)激光器功率的提高实际上存在上限，当激光功率提高到某个上限时，光斑中心的温度会让金属材料达到气化状态，形成金属烟尘，容易对污染设备，阻碍激光再空气中传播；2)送粉量由于喷嘴出粉短截面积的限制，不可能无限增大，同时当粉末量增加后，会使得激光无法透过激光抵达基材，影响熔覆层成型质量；3)路径的线速度增大，一方面受激光头夹持机构的运行线速度限制，另一方面装夹环面的转台旋转速度过大增加了运动控制的成本。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种双激光头的水平环面熔覆方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双激光头的水平环面熔覆方法，具体包括如下步骤：
(1)在环面上方增加2号激光头，与1号激光头在内圆的直径两侧，使得1号激光头、内圆的圆心、2号激光头在同一直线上；
(2)环面的转台以匀降转速运行，与单激光熔覆相同，当环面开始转动后，1号激光头、2号激光头分别朝相反的方向做匀减速的平移运动，形成环面熔覆路径。
进一步地，步骤(2)中平移运到的匀减速度为单激光头时的一半。
进一步地，所述1号激光头配合转台形成的路径的间距与2号激光头配合转台行程的路径间距相同。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的双激光头的水平环面熔覆方法将环面熔覆效率提高了50％；使用以后环面的工艺参数，不需要因为参数变化重新进行工艺开发，节省了研发时间。
附图说明
图1为单激光熔覆路径示意图；
图2为本发明双激光头起始位置设定示意图；
图3为本发明双激光头熔覆路径示意图。
图4为本发明水平环面熔覆方法应用于车辆刹车盘上的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步地解释说明。
本发明提供了一种双激光头的水平环面熔覆方法，具体包括如下步骤：
(1)在环面上方增加2号激光头，与1号激光头在内圆的直径两侧，使得1号激光头、内圆的圆心、2号激光头在同一直线上；如图2所示，设置在同一直线上，使得1号激光头与2号激光头的起始路径两侧对称，最后两个路径通过搭接行程完成的环面熔覆层。
(2)环面的转台以匀降转速运行，与单激光熔覆相同，当环面开始转动后，1号激光头、2号激光头分别朝相反的方向做减速运动，速度为单激光头时的2倍，使得工件旋转一半的时间就加工完成了，效率翻倍，所述1号激光头配合转台形成的路径的间距与2号激光头配合转台行程的路径间距相同，如图3，120形成环面熔覆路径。
实施例
如图4，将本发明水平环面熔覆方法应用于车辆刹车盘上，从表1中可以看出，只要将道间距2d改为d，平移速度2v该为v，就是单激光头熔覆参数，不需要因为增加的激光头特别的对工艺进行重新调试。
实际生产中，平移速度v其实是更具道间距d进行计算得来的，设备上只需要输入2d，内部程序会根据内外径尺寸及扫描速度自动计算出2V，这里列出来是为了说明平移速度变为原来的两倍，同时整体加工时间缩短了一半；
由于实际的熔覆参数并没有发生变化，所以熔覆结果，包括涂层厚度及熔覆层缺陷不会因为激光头的增加发生变化，质量完全可以保证。
表1熔覆参数表
Claims (3)
1.一种双激光头的水平环面熔覆方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)在环面上方增加2号激光头，与1号激光头在内圆的直径两侧，使得1号激光头、内圆的圆心、2号激光头在同一直线上；
(2)环面的转台以匀降转速运行，与单激光熔覆相同，当环面开始转动后，1号激光头、2号激光头分别朝相反的方向做匀减速的平移运动，形成环面熔覆路径。
2.根据权利要求1所述双激光头的水平环面熔覆方法，其特征在于，步骤(2)中平移运到的匀减速度为单激光头时的一半。
3.根据权利要求1所述双激光头的水平环面熔覆方法，其特征在于，所述1号激光头配合转台形成的路径的间距与2号激光头配合转台行程的路径间距相同。
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| CN202111491545.3A CN114182255A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种双激光头的水平环面熔覆方法 |
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| CN202111491545.3A CN114182255A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种双激光头的水平环面熔覆方法 |
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| CN114182255A true CN114182255A (zh) | 2022-03-15 |
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| CN202111491545.3A Withdrawn CN114182255A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种双激光头的水平环面熔覆方法 |
Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115625352A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-01-20 | 江苏大学 | 一种超高速平面激光熔覆增材制造装置及加工方法 |
| CN115625352B (zh) * | 2022-11-09 | 2024-05-14 | 江苏大学 | 一种超高速平面激光熔覆增材制造装置及加工方法 |
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2021
- 2021-12-08 CN CN202111491545.3A patent/CN114182255A/zh not_active Withdrawn
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| CN115625352B (zh) * | 2022-11-09 | 2024-05-14 | 江苏大学 | 一种超高速平面激光熔覆增材制造装置及加工方法 |
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