[发明专利]激光熔覆淬火综合加工装置及加工方法

说明书

本发明公开一种激光熔覆淬火综合加工系统，所述机械手的驱动端上设有激光加工组件，所述机械手一侧设有用于放置工件的工作台，所述工作台上设有用于工件冷却的热传导组件和驱动热传导组件在工件表面移动的驱动组件，所述激光加工组件包括设于机械手驱动端的转动架，所述转动架的一端设有激光毛化头，所述转动架的另一端设有激光头，所述激光头的一侧设有吸光层喷涂泵，所述吸光层喷涂泵用于喷射提高工件表面吸光率的吸光粉，所述激光头的另一侧设有冷却水泵，所述吸光层喷涂泵和冷却水泵均设于转动架上，本发明提供一种可对同一工件进行多道加工、对同一工件上不同区域的冷却和冷却时间的控制的激光熔覆淬火综合加工系统。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种激光熔覆淬火综合加工装置及加工方法。

背景技术

目前，随着工业激光器发展，激光淬火与激光熔覆技术得到了越来越广泛得应用，激光淬火是利用激光将工件的加工表面加热到相变点以上，随着材料自身冷却，材料表面快速冷却至马氏体的相变点以下，从而使材料表面硬化的淬火技术，激光熔覆是在工件基层表面放置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，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，而激光加工设备的制造成本高，现有激光加工机功能单一，只能进行激光熔覆或激光淬火的单一的加工，如果产品需要激光淬火后进行融覆，要更换激光加工设备，从而需要对待加工工件重新夹装、定位，操作不便，加工效率低，而工件在激光淬火和熔覆后需要进行冷却，受到空气温度影响较大，因工件存在不同的壁厚，且工件自冷时间较长，冷却速度不均匀并且难以理想值，无法保证对工件加工后的冷却效果，需要对工件进行区域性冷却。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种激光熔覆淬火综合加工装置及加工方法，以实现在同一工位上的不同工序的加工和区域性冷却的控制性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种激光熔覆淬火综合加工装置，包括机械手，所述机械手的驱动端上设有激光加工组件，所述机械手一侧设有用于放置工件的工作台，所述工作台上设有用于工件冷却的热传导组件和驱动热传导组件在工件表面移动的驱动组件，所述激光加工组件包括设于机械手驱动端的转动架，所述转动架的一端设有激光毛化头，所述转动架的另一端设有激光头，所述激光头的一侧设有用于提高工件表面吸光率的吸光层喷涂泵，所述激光头的另一侧设有冷却水泵，所述吸光层喷涂泵和冷却水泵均设于转动架上。

本发明的优点在于：转动架一端设置激光头，实现工件表面激光熔覆和激光淬火的功能；转动架另一端激光毛化头的设置，在转动架旋转后，激光毛化头朝向工件加工表面，实现激光毛化的功能；吸光层喷涂泵的设置，在淬火前向待工件加工表面喷涂吸光粉，增加工件加工表面的吸光率，从而提高了淬火效率并减少了激光能量功耗；冷却水泵的设置，在完成激光淬火和激光熔覆后，冷却水泵工作，向淬火完毕后的工件表面喷水降温，以得到较深的马氏体层，同时吸光粉本身具有吸水性，增加了冷却效果；热传导组件进一步加快了工件的冷却速度和冷却时间，驱动组件使得热传导组件能够在工件表面移动，使得工件表面的冷却区域和冷却时长可控，并且对工件加工表面更好的冷却效果和更均匀的冷却面积。

进一步，所述热传导组件包括与工件表面接触的冷却水路，所述冷却水路由热传导性高的金属管构成，通过以上改进，采用金属管与工件接触进行冷却，金属管本身具有较高的热传导性，并且水体在金属管内流动，保证与工件表面接触位置的冷却均匀。