[实用新型]一种多功能激光加工设备

说明书

本实用新型公开了一种多功能激光加工设备，包括真空室以及位于真空室内的激光熔覆头，所述真空室与一真空机组相连，所述移动机构包括X轴机体、X轴左右运动机构、Z轴机体、Z轴上下运动机构、Y轴机体及Y轴前后运动机构，所述激光熔覆头设置在Y轴前后运动机构上，在所述Y轴机体上还设置有激光扫描振镜头和测温头；当所述激光扫面振镜头执行激光真空钎焊时，所述真空机组为真空室提供并维持高真空环境；当所述激光熔覆头执行激光融化沉积成型时，所述真空机组先对真空室抽高真空，然后再向真空室内冲入惰性气体，提供惰性气体保护环境。本实用新型是一种既能在真空环境下激光加热钎焊又能在惰性气体环境下激光融化沉积成型的多功能激光加工设备。

技术领域

本实用新型涉及激光熔融焊接技术（Laser fusion welding technology）和激光熔化沉积制造技术（laser melting deposition manufacting)的多功能激光加工设备，属于激光焊接和增材制造技术领域。

背景技术

近年来，随着航天航空、汽车等行业的蓬勃发展，激光已经成为工业生产中不可或缺的一员，尤其是在金属焊接、切割、熔覆成型、表面处理等领域。随之而来，激光钎焊在工业生产中的应用愈加广泛，研究也不断深入。实际生产中，传统激光钎焊仍存在一些问题，例如基材清洁不足，易出现氧化，影响焊缝强度和外观光泽，精密零件的焊接温度控制不精准等。

激光融化沉积成型技术已经趋于成熟化，随着越来越多的成型件在航空航天领域的实际应用，增材制造技术已经逐步形成了产业规模化。但是制造成本始终是增材制造难以攻克的难题，包括高昂的硬件、软件、材料、试验投入、人才培养等成本。我们不难发现激光融化沉积制造和激光加热真空钎焊技术都需具备如下硬件特性：（1）激光发射源（2）冷却系统（3）真空或惰性气氛保护（4）运动执行机构，而以上的硬件成本已经占到了整套设备总成本的80%以上，往往企业或科研单位付出了高昂的硬件成本，只实现某一种激光加工功能，从而浪费了大量资源。

发明内容

为了解决现有技术中传统激光钎焊基材清洁不足，易出现氧化，影响焊缝强度和外观光泽，精密零件的焊接温度控制不精准等问题，为了减少单功能激光应用设备制造成本，结合市场对多功能激光应用的需求，充分利用物理资源。本实用新型提供了一种多功能激光加工设备，即真空环境下，激光钎焊，惰性气氛环境下，激光融化沉积成型。

本实用新型采用的技术方案是：

一种多功能激光加工设备，包括真空室以及位于真空室内的激光熔覆头，所述真空室与一真空机组相连，所述激光熔覆头固定在一移动机构上并在所述移动机构的带动下在所述真空室内移动，其特征在于：所述移动机构包括X轴机体、X轴左右运动机构、Z轴机体、Z轴上下运动机构、Y轴机体及Y轴前后运动机构，所述X轴左右运动机构设置在X轴机体上，所述Z轴机体设置在X轴左右运动机构上，所述Z轴上下运动机构设置在Z轴机体上，所述Y轴机体设置在Z轴上下运动机构上，所述Y轴前后运动机构设置在Y轴机体上，所述激光熔覆头设置在Y轴前后运动机构上，在所述Y轴机体上还设置有激光扫描振镜头和测温头；当所述激光扫面振镜头执行激光真空钎焊时，所述真空机组为真空室提供并维持高真空环境；当所述激光熔覆头执行激光融化沉积成型时，所述真空机组先对真空室抽高真空，然后再向真空室内冲入惰性气体，提供惰性气体保护环境。

所述移动机构为悬臂式五轴四联动机床，该悬臂式五轴四联动机床还包括固定底座、B轴机体、B轴摆动机构、C轴机体、C轴旋转机构以及工作台，所述B轴机体设置在固定底座上，所述B轴摆动机构设置在B轴机体上，所述C轴机体设置在B轴摆动机构上，所述C轴旋转机构设置在C轴机体上，所述工作台设置在C轴旋转机构上。

所述测温头为比色测温头。

所述多功能激光加工设备还包括激光发射器，该激光发生器与所述激光熔覆头和所述激光扫描振镜头连接。

所述多功能激光加工设备还包括冷却系统，该冷却系统包括位于所述真空室内的冷却装置。