[发明专利]自动送粉激光感应复合熔覆方法及装置

摘要

本发明公开了一种自动送粉激光感应复合熔覆方法及其装置。本发明将激光束与高频电磁感应加热耦合起来，实现激光与感应加热复合熔覆的过程。装置包括激光器、激光导光装置、激光聚集系统、高频感应加热器、数控机床和工件夹持装置。工作时，工件待处理表面与感应加热线圈之间的距离为1－10毫米。本发明通用性强，可在各种材质的实心部件的表面及管状零件的内外表面进行激光感应复合熔覆高性能材料涂层的表面处理。该熔覆方法的特征在于用高频感应加热器对工件进行同步加热，采用自动送粉器将熔覆粉末送至工件表面的激光辐照区，合金粉末在激光束的作用下瞬间发生熔化，形成合金层，最大熔覆速度达10m/min，熔覆效率比常规激光熔覆提高了1－10倍，粉末利用率超过90％，适用的熔覆材料范围广，包括各种耐磨、耐蚀材料，或者耐高温氧化材料，也包括复合材料，而且熔覆层无气孔与裂纹。

主权项

1.一种自动送粉激光感应复合熔覆方法，其步骤包括：①将待加工工件与感应加热线圈之间的距离控制在1-10mm内，调整聚焦激光束，使激光聚焦光斑作用于待加工工件的感应加热区或者略滞后于感应加热区；②通过感应加热线圈对工作进行加热，使待加工工件表面的温度为500-1100℃，同时往感应加热区吹入惰性保护气体；③采用自动送粉器将所要熔覆的合金粉末送至待加工工件表面的激光辐照区，同时利用激光束对待加工工件内或外表面进行激光熔覆，合金粉末在激光束的作用下瞬间发生熔化，形成合金层；熔覆过程中，粉末喷嘴与激光光轴的夹角控制在30-70°，粉末喷嘴末端与待加工工件的垂直距离为2-15mm，粉末流量为3-10kg/h，激光束光斑为椭圆形光斑或者矩形光斑，激光功率为3-10KW，感应功率为20-300KW，激光熔覆速度为1-10m/min，单层熔覆层厚为0.1-3mm；④判断熔覆层厚度是否达到所要求的熔覆层厚度，如果是，结束激光感应熔覆过程，否则重复步骤②-④。