[发明专利]激光与电共同加热的热喷涂装置

说明书

一种激光与电共同加热的热喷涂装置，该装置包括激光出光系统、冷却装置、挡光板、电阻圈预加热装置、喷管，激光出光系统包括安装筒、激光光束，激光出光系统的出光口设有透光镜；挡光板内安装有用于输送金属粉末的喷管，喷管连通中心内筒；电阻圈预加热装置环绕在激光出光系统下端四周，预加热金属粉末。本发明将高压金属粉末电预加热，再经过激光照射后进一步提高金属粉末温度，使粉末在出口端熔化，并滴落在工件上，冷却、凝固。本发明的热喷涂工艺及装置效率高，喷涂表面形貌好。

技术领域

本发明涉及一种激光热喷涂设备。

背景技术

激光热喷涂是将从激光器发出的激光束聚焦在喷枪喷嘴近旁，喷涂粉末由压缩气体从喷嘴喷出，由激光束加热熔化，压缩气体将熔粒雾化、加速，喷射到基材表面形成涂层。热喷涂涂层具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温和隔热等优良性能，并能对磨损、腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复，在航空航天、机械制造、石油化工等领域中得到了广泛的应用。

激光热喷涂技术存在以下问题，涂层材料的抗热冲击性差、韧性差，激光功率过大使涂层材料急剧加热、冷却易产生裂纹；急剧加热使涂层中的气体膨胀形成气孔和裂纹等缺陷；涂层材料和基体材料相容性较差，热传导率低的涂层材料因局部加热而容易剥离。激光功率过小，未能达到涂层材料的熔点，达不到激光热喷涂的目的。

因此，想要实现低功率激光热喷涂，有效缓解涂层裂纹的产生和扩展，则需要一种激光与电共同加热的热喷涂方法及装置，本发明针对低功率激光热喷涂提出一种新的快速热喷涂方法及装置

发明内容

为解决低功率激光热喷涂达不到涂层材料熔点，高功率激光热喷涂出现涂层材料产生裂纹等问题，本发明提供了一种激光与电共同加热的热喷涂装置。

本发明通过电阻圈预加热装置预加热金属粉末，进行低功率激光喷涂，获得界面结合力强、耐磨损、耐腐蚀、耐高温的喷涂涂层。

本发明的激光与电共同加热的热喷涂装置，包括激光出光系统，激光出光系统包括安装筒3和中心内筒1，中心内筒1设置在安装筒3内，安装筒3与中心内筒1同轴设置，中心内筒1的轴心线通过激光光束10，安装筒3的壁面内装有冷却装置2，中心内筒1穿出安装筒3下端的部分安装有回转体状的挡板4，挡板4与中心内筒1同轴；其特征在于：中心内筒1的下端呈锥体状，锥体的尖端开通孔，激光光束10穿过所述的通孔，通孔下面设置待加工的工件5；中心内筒1内安装有凸透镜6，凸透镜6的焦点位于所述的通孔；挡板4内安装有用于输送金属粉末的喷管8，喷管8连通中心内筒1；中心内筒1穿出挡板4下端的部分安装有电阻圈预加热装置7，电阻圈预加热装置7围绕中心内筒1。

优选地，挡板4上安装有多个喷管8，各喷管8在挡板4的周向均匀设置。

优选地，喷管8通入中心内筒1的位置在凸透镜6之下。

本发明将高压金属粉末电预加热，再经过激光照射后进一步提高金属粉末温度，使粉末在出口端熔化，并滴落在工件5上，冷却、凝固。

本发明的优点是：可以进行低功率激光喷涂，获得界面结合力强、耐磨损、耐腐蚀、耐高温的喷涂涂层；热喷涂工艺及装置效率高，喷涂表面形貌好。

附图说明

下面参照附图结合实例对本发明作进一步描述，附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施措施

下面结合附图对本发明做进一步的说明。