[发明专利]一种激光熔覆过程熔池温度在线监测装置及方法

权利要求书

1.一种激光熔覆过程熔池温度在线监测装置，其特征在于：包括惰性气体保护装置、激光控制系统、红外测温仪夹具(4)、红外测温仪(5)和伺服工作台(7)，以及与红外测温仪(5)连接的数据采集器(8)和与数据采集器(8)相接的计算机(6)；

所述惰性气体保护装置包括氩气瓶(2-1)和与氩气瓶(2-1)连接的输气管道(2-3)，所述输气管道(2-3)的端部连接有用于输出氩气的喷嘴(2-4)，所述输气管道(2-3)上设置有流量阀(2-2)；

所述红外测温仪夹具(4)包括连接板(4-14)和安装于连接板(4-14)一侧的箱体(4-8)，以及贯穿连接板(4-14)和箱体(4-8)的传动轴(4-6)，所述传动轴(4-6)的一端穿出箱体(4-8)且连接有用于指示激光熔覆用激光束与空间直角坐标系Z轴角度的第一指针(4-5)，所述箱体(4-8)上固定连接有位于第一指针(4-5)底部的第一刻度盘(4-3)，所述传动轴(4-6)的另一端穿出连接板(4-14)且与红外测温仪(5)连接，所述箱体(4-8)内设置有用于带动传动轴(4-6)转动的动力机构；

所述激光控制系统包括激光头(3-1)和与激光头(3-1)连接的激光控制器(3-2)，所述激光头(3-1)上设置有激光指示灯(3-3)，所述激光控制器(3-2)与计算机(6)连接；

所述伺服工作台(7)位于激光头(3-1)的正下方且用于放置待激光熔覆工件(1)，所述喷嘴(2-4)位于待激光熔覆工件(1)的一侧斜上方，所述红外测温仪(5)位于待激光熔覆工件(1)的另一侧斜上方；所述待激光熔覆工件(1)包括基体(1-1)和设置在基体(1-1)上的预置粉末涂层(1-2)，所述预置粉末涂层(1-2)上设置有激光熔覆轨迹(1-3)。

2.按照权利要求1所述的一种激光熔覆过程熔池温度在线监测装置，其特征在于：所述动力机构为蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构包括蜗轮(4-2)和与蜗轮(4-2)啮合的蜗杆(4-1)，所述箱体(4-8)内间隔设置有用于支撑安装蜗杆(4-1)的第一轴承(4-18)和第二轴承(4-21)，所述蜗杆(4-1)的一端穿出箱体(4-8)且连接有第二刻度盘(4-7)，所述箱体(4-8)的外壁上固定安装有与第二刻度盘(4-7)相匹配的第二指针(4-9)，所述箱体(4-8)靠近第二刻度盘(4-7)的外侧设置有套装在蜗杆(4-1)上且与箱体(4-8)固定连接的第一轴承端盖(4-13)，所述箱体(4-8)远离第二刻度盘(4-7)的外侧设置有与蜗杆(4-1)端部之间有一定间隙且与箱体(4-8)固定连接的第二轴承端盖(4-15)，所述蜗轮(4-2)套装在传动轴(4-6)上且通过键(4-11)与传动轴(4-6)固定连接。

3.按照权利要求2所述的一种激光熔覆过程熔池温度在线监测装置，其特征在于：所述蜗杆(4-1)与第一轴承端盖(4-13)的内壁之间设置有毛毡圈。

4.按照权利要求2所述的一种激光熔覆过程熔池温度在线监测装置，其特征在于：所述第二刻度盘(4-7)通过紧固螺钉(4-12)固定在蜗杆(4-1)上。

5.按照权利要求1所述的一种激光熔覆过程熔池温度在线监测装置，其特征在于：所述连接板(4-14)内间隔设置有用于支撑安装传动轴(4-6)的第三轴承(4-16)和第四轴承(4-22)，所述箱体(4-8)外侧设置有套装在传动轴(4-6)且与箱体(4-8)固定连接的第三轴承端盖(4-4)，所述连接板(4-14)外侧设置有套装在传动轴(4-6)上且与连接板(4-14)固定连接的第四轴承端盖(4-17)。

6.按照权利要求5所述的一种激光熔覆过程熔池温度在线监测装置，其特征在于：所述传动轴(4-6)与第三轴承端盖(4-4)的内壁之间，以及传动轴(4-6)与第四轴承端盖(4-17)的内壁之间均设置有毛毡圈。

7.按照权利要求1所述的一种用于激光熔覆过程熔池温度在线监测装置，其特征在于：所述喷嘴(2-4)为圆柱形。