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专利号: 2015105642004
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2024-04-29
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摘要:

权利要求书:

1.一种有效减少激光熔覆裂纹的机械冲击装置,其特征在于:包括送粉式大功率半导体激光熔覆装置、数控装置和机械冲击组件,其中在数控装置的工作台上面设有与冲击显示及控制系统相连的伺服电机,其通过减速器与凸轮轴相连,该凸轮轴与凹槽式凸轮的中心通孔固连,该凹槽式凸轮为凸轮外周面设一个与凸轮外形为相似形且间距相等的围板,凸轮的一个平面与围板的一个端面同与一个平板连为一体,在该凸轮槽内设有一根与凸轮轴平行的导杆,该导杆中部与冲击锤头杆一端垂直固连,该冲击锤头杆的另一端与锤头相连,该冲击锤头杆穿过固定套筒两端同轴的通孔,冲击锤头杆两端位于固定套筒外,位于固定套筒内的冲击锤头杆上与凸轮相邻一侧套有弹簧,与锤头相邻一侧设有弹簧座,该固定在活动支架上的套筒,通过调整套筒相对加工工件的位置来实现冲击锤头相对熔池距离的调节,上述冲击显示及控制系统为集成单片机系统,与其相连的还有冲击检测装置,该冲击检测装置设在固定工件的卡盘上。

2.根据权利要求1所述的有效减少激光熔覆裂纹的机械冲击装置,其特征在于:大功率半导体激光熔覆装置采用侧向送粉装置。

3.根据权利要求1所述的有效减少激光熔覆裂纹的机械冲击装置,其特征在于:冲击锤头杆的另一端通过紧固件与锤头活动相连。

4.采用权利要求1装置的一种有效减少激光熔覆裂纹的机械冲击方法,其特征在于:

1)将所用熔覆自熔性合金合金粉末用三维混合搅拌器混合均匀后,烘干器烘干,加到送粉器中待用;

2)对基材表面进行车削处理,将表面的疲劳层、孔洞、裂纹等车干净,用丙酮或酒精将表面清洗,用数控床子的三爪卡盘将工件卡紧;

3)在工件已完成熔覆的单道上施加机械冲击,向数控系统中输入相关参数, 其中轴表面线速度为100~500mm/min,搭接率为10%~70%,控制送粉器送粉速度10-150g/min,气体流速1-20L/min激光功率2~4kW,光斑直径尺寸为2~8mm,开启数控系统及送粉控制,观察待熔覆粉末厚度,调节粉末控制器,将在轴面的待熔覆层粉末厚度保持在1~2.5mm,开启激光器,进行激光熔覆,并且冲击频率为50~500Hz、冲击锤头在工件外法线方向相对工件的距离L1为2~50mm,非冲击时冲击锤头在熔深方向相对熔覆单道的距离L2为2~60mm。