CN209144234U - 等离子激光复合喷涂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉提供了一种等离子激光复合喷涂系统，包括：等离子激光复合喷涂枪、送粉装置以及控制器，所述控制器分别与所述喷涂枪和所述送粉装置连接，所述喷涂枪和所述送粉装置连接。所述系统的工作原理：首先，所述控制器用于控制所述喷涂枪对待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池；然后，所述控制器还用于控制所述送粉装置向所述喷涂枪输送粉末状喷射物；最后，所述控制器还用于控制所述喷涂枪将所述粉末状喷射物以液体形式喷射所述熔池与待处理工件结合，喷射物与待处理工件的结合强度高，不易剥落。

Description

等离子激光复合喷涂系统

技术领域

本实用新型涉及制程工艺领域，具体而言，涉及一种等离子激光复合喷涂系统。

背景技术

在制程工艺领域，许多轴类金属构件对表面有耐蚀、耐磨性等要求，需要进行特殊处理，常见的处理系统有以下几类。

一、电镀技术，这种技术镀层薄，一般不超过100μm，且镀层与基体结合力弱，一般不超过100MPa，耐腐蚀性差，容易剥落。还造成严重的资源浪费和环境污染，是迫切需要疏解的产业。

二、热喷涂技术，这种技术涂层效率比较高，但涂层与基体之间是机械结合，结合力弱，一般为100～200MPa，容易剥落。

三、堆焊技术，这种技术的涂层一般都比较厚(约2～3mm)，但零件需要预热，零件较大变形，机械性能下降。

四、激光熔覆技术，这种传统技术具有结合强度高，热数量小，变形小等优点，但是该技术加工效率较低。

可以看出，涂层覆盖效率与结合强度是制程工艺处理的两大问题，限制了其大规模产业化应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服相关技术的不足，提供一种等离子激光复合喷涂系统，以改善上述缺陷。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种等离子激光复合喷涂系统，包括：等离子激光复合喷涂枪、送粉装置以及控制器，所述控制器分别与所述喷涂枪和所述送粉装置连接，所述喷涂枪和所述送粉装置连接。

可选地，所述喷涂枪，包括：喷涂枪本体、激光发射装置以及等离子喷涂装置，所述激光发射装置和所述等离子喷涂装置分别设置于所述喷涂枪本体上。

可选地，所述激光发射装置包括：激光发射器和能量控制器，所述激光发射器和所述能量控制器连接，所述能量控制器用于控制所述激光发射器按照预设功率对所述待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池。

可选地，所述等离子喷涂装置包括：等离子喷涂器和喷涂控制器，所述等离子喷涂器和所述喷涂控制器连接，所述喷涂控制器用于控制所述等离子喷涂器将喷射物以液体的形式喷射到所述熔池。

可选地，所述送粉装置与所述等离子喷涂装置连接。

可选地，所述系统还包括：机床，所述喷涂枪设置于所述机床上，所述机床分别与所述喷涂枪和所述控制器连接。

可选地，所述控制器通过电缆分别与所述机床、所述喷涂枪以及所述送粉装置连接。

可选地，所述机床包括：机床本体和卡盘，所述卡盘安装于所述机床本体上，所述卡盘用于夹持所述待处理工件。

可选地，所述系统还包括：存储器，所述存储器与所述控制器连接。

可选地，所述系统还包括：电源设备，所述电源设备分别与所述机床和所述控制器连接。

上述方案的有益效果：

本实用新型提供一种等离子激光复合喷涂系统，包括：等离子激光复合喷涂枪、送粉装置以及控制器，所述控制器分别与所述喷涂枪和所述送粉装置连接，所述喷涂枪和所述送粉装置连接。与现有技术相比，等离子激光复合喷涂系统在原理上有显著不同，其利用其激光束作用在待处理工件上，使得待处理工件表面提前熔融，形成较浅的熔池，然后通过等离子喷涂装置使粉末状喷射物在进入熔池之前温度升至熔点并熔化，以液滴的形式滴入熔池与待处理工件结合，最后待处理工件冷却凝固，其结合由机械结合变为完全的冶金结合，界面结合强度高，不易剥落。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的激光等离子复合喷涂系统的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的激光等离子复合喷涂枪的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例提供的一种激光等离子复合喷涂系统的构示意图；

图4为本实用新型第三实施例提供的一种激光等离子复合喷涂系统的构示意图。

图标：100-等离子激光复合喷涂枪；200-送粉装置；300-控制器；110-喷涂枪本体；120-激光发射装置；130-等离子喷涂装置；121-激光发射器；122-能量控制器；131-等离子喷涂器；132-喷涂控制器；400-机床；410-机床本体；420-卡盘；500-存储器；600-电源设备。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“垂直”、“平行”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接或一体地连接，也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

第一实施例

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种等离子激光复合喷涂系统的结构示意图，所述系统包括：等离子激光复合喷涂枪100、送粉装置200以及控制器300，所述控制器300分别与所述喷涂枪100和所述送粉装置200连接，所述喷涂枪100和所述送粉装置200连接，其中，在本实施例中，控制器300可以为数控设备。

在制程工艺领域，许多轴类金属构件对表面有耐蚀、耐磨性等要求，因此需要对其表面进行处理，以提高轴类金属构件对表面有耐蚀、耐磨性等。

所述系统的基本工作原理：首先，所述控制器300用于控制所述喷涂枪100对待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池。然后，所述控制器300还用于控制所述送粉装置200向所述喷涂枪100输送粉末状喷射物。最后，所述控制器300还用于控制所述喷涂枪100将所述粉末状喷射物以液体形式喷射到所述熔池。

其中，在本实施中，所述粉末状喷射物为合金粉末，在其他实施例中，粉末状喷射物也可以为其他材料。

由于传统的等离子喷涂系统都是将熔融合金粉末以高速射入的方式与基体材料表面，其结合为机械结合方式。相反，本实用新型中巧妙地将激光能量作用在基体材料表面，使得基体材料表面提前熔融，与随后射入的粉末液滴形成冶金结合，获得了更高的结合牢固度和表面光滑度。

所述控制器300用于控制所述喷涂枪100对待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池，在本实施例中，所述待处理工件为基体材料，作为一种实施方式，所述控制器300用于控制所述喷涂枪100基于预设功率对所述待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池，其中，根据待处理工件的厚度和材质，所述控制器300可以调节喷涂枪100输出不同功率的激光束在待处理工件的表面。

例如，在待处理工件的材质比较难熔融时，所述控制器可以相应的调高功率参数，以使喷涂枪100基于所述功率参数输出相应功率的激光束在待处理工件的表面。

清参照图2，作为一种实施方式，所述喷涂枪100，包括：喷涂枪本体110、激光发射装置120以及等离子喷涂装置130，所述激光发射装置120和所述等离子喷涂装置130分别设置于所述喷涂枪本体110上。其中，控制器300分别与所述激光发射装置120和所述等离子喷涂装置130连接，所述控制器300用于控制所述激光发射装置120对待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池。

作为一种实施方式，所述激光发射装置120包括：激光发射器121和能量控制器122，所述激光发射器121和所述能量控制器122连接，所述能量控制器122用于控制所述激光发射器121按照预设功率对待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池。其中，所述能量控制器122与所述控制器300连接，所述控制器300用于控制所述能量控制器122的工作状态，继而控制所述激光发射器121按照预设功率对待处理工件的表面发射激光束。

作为一种实施方式，所述控制器300还用于控制所述送粉装置200向所述喷涂枪100输送粉末状喷射物，作为一种实施方式，所述控制器300还用于控制所述送粉装置200基于预设速度向所述喷涂枪100输送粉末状喷射物，其中，所述控制器300通过调节输送速度参数，继而使得送粉装置200以不同的速度向喷涂枪100输送粉末状喷射物。作为一种实施方式，所述送粉装置200与所述等离子喷涂装置130连接，所述控制器300还用于控制所述送粉装置200基于预设速度向所述等离子喷涂装置130输送粉末状喷射物。例如：在需要快速对待处理工件进行喷涂处理时，所述控制器300可以调高传输速度参数，以使所述送粉装置200基于所述速度参数传输粉末状喷射物至所述等离子喷涂装置130，同理，在不需要对待处理工件进行喷涂处理时，所述控制器300可以控制所述送粉装置200不工作。

作为一种实施方式，所述控制器300还用于控制所述喷涂枪100将所述粉末状喷射物以液体形式喷射所述熔池，以使喷射物能够与待处理工件更好的结合，不仅能够提高结合强度，而且能够提高表面光滑度。

作为一种实施方式，所述等离子喷涂装置130括：等离子喷涂器131和喷涂控制器132，所述等离子喷涂器131和所述喷涂控制器132连接，所述喷涂控制器132用于控制所述等离子喷涂器131将喷射物以液体的形式喷射所述熔池。其中，所述送粉装置200与所述等离子喷涂器131连接，所述控制器300用于控制所述送粉装置200向所述等离子喷涂器131输送粉状喷射物，所述控制器300与所述喷涂控制器132连接，所述控制器300用于控制所述喷涂器控制器132的工作状态，继而控制等离子喷涂器131将粉末状喷射物在进入熔池之前，将粉末状喷射物熔化成液体，使得喷射物能够以液体形式进入熔池，与待处理工件表面更好的结合。

第二实施例

请参照图3，与第一实施例不同的是，所述系统还包括：机床400，所述喷涂枪100设置于所述机床400上，所述机床400分别与所述喷涂枪100和所述控制器300连接。

作为一种实施方式，所述控制器300通过电缆分别与所述机床400、所述喷涂枪100以及所述送粉装置200连接，所述控制器300用于控制所述机床400和所述送粉装置200的工作状态。

作为一种实施方式，所述机床400包括：机床本体410和卡盘420，所述卡盘420安装于所述机床本体410上，所述卡盘420用于夹持所述待处理工件，其中，所述卡盘420与所述控制器300连接，所述控制器300用于控制所述卡盘420的转动速度，继而控制所述待处理工件的转动速度，因此，在提高涂层结合强度的前提下，以实现短时间内完成大面积涂层的快速制备，在满足零件使用要求的同时，极大的提高工作效率。

第三实施例

请参照图4，与第二实施例不同的是，所述系统还包括：存储器500，所述存储器500与所述控制器300连接，在本实施例中，所述存储器500为内存卡，所述控制器300能够基于所述存储器500中的参数信息控制所述系统的运作。

作为一种实施方式，所述系统还包括：电源设备600，所述电源设备600分别与所述机床400和所述控制器300连接，所述电源设备600用于为所述机床400和所述控制器300提供工作所需电能，其中，所述电源设备600可以为太阳能电池、可充电电池等能够提供电能的装置。

作为一种实施方式，本实用新型实施例提供的一种工件，包括：工件本体和喷涂物，其中，利用上述等离子激光复合喷涂系统将所述喷涂物贴合设置于所述工件本体的一面。

综上所述，本实用新型的实施例提供的等离子激光复合喷涂系统的工作原理及有益效果为：

本实用新型的实施例提供一种等离子激光复合喷涂系统，包括：等离子激光复合喷涂枪、送粉装置以及控制器，所述控制器分别与所述喷涂枪和所述送粉装置连接，所述喷涂枪和所述送粉装置连接。首先所述控制器用于控制所述喷涂枪对待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池；然后，所述控制器还用于控制所述送粉装置向所述喷涂枪输送粉末状喷射物；最后，所述控制器还用于控制所述喷涂枪将所述粉末状喷射物以液体形式喷射到所述熔池。与现有技术相比，等离子激光复合喷涂系统在原理上有显著不同，其利用其激光束作用在待处理工件上，使得待处理工件表面提前熔融，形成较浅的熔池，然后通过等离子喷涂装置使粉末状喷射物在进入熔池之前温度升至熔点并熔化，以液滴的形式滴入熔池与待处理工件结合，最后待处理工件冷却凝固，其结合由机械结合变为完全的冶金结合，界面结合强度高，不易剥落。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种等离子激光复合喷涂系统，其特征在于，包括：等离子激光复合喷涂枪、送粉装置以及控制器，所述控制器分别与所述喷涂枪和所述送粉装置连接，所述喷涂枪和所述送粉装置连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述喷涂枪，包括：喷涂枪本体、激光发射装置以及等离子喷涂装置，所述激光发射装置和所述等离子喷涂装置分别设置于所述喷涂枪本体上。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光发射装置包括：激光发射器和能量控制器，所述激光发射器和所述能量控制器连接，所述能量控制器用于控制所述激光发射器按照预设功率对待处理工件的表面发射激光束，以使所述待处理工件表面形成熔池。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述等离子喷涂装置包括：等离子喷涂器和喷涂控制器，所述等离子喷涂器和所述喷涂控制器连接，所述喷涂控制器用于控制所述等离子喷涂器将喷射物以液体的形式喷射到所述熔池。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述送粉装置与所述等离子喷涂装置连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：机床，所述喷涂枪设置于所述机床上，所述机床分别与所述喷涂枪和所述控制器连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器通过电缆分别与所述机床、所述喷涂枪以及所述送粉装置连接。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述机床包括：机床本体和卡盘，所述卡盘安装于所述机床本体上，所述卡盘用于夹持所述待处理工件。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：存储器，所述存储器与所述控制器连接。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：电源设备，所述电源设备分别与所述机床和所述控制器连接。