[发明专利]气氛保护组件及激光熔覆气氛保护装置

说明书

本发明提供气氛保护组件及激光熔覆气氛保护装置，涉及熔覆设备的技术领域。涉及气氛保护组件，包括容器主体、吹气喷嘴、固定导杆、驱动组件、齿轮组件和动力组件，驱动组件通过齿轮组件带动固定导杆转动，进而带动吹气喷嘴转动，气源由吹气喷嘴吹出。还涉及激光熔覆气氛保护装置，包括上述气氛保护组件，还包括机架、激光熔覆组件、气动夹具组件和移动平台组件，气动夹具组件用于将工件与工作台夹紧；移动平台组件带动气氛保护组件进行两方向的运动。采用本技术方案能有效进行熔覆熔池与高活性基体的整体性保护，有效保护因熔点低、化学活性高造成的基体氧化与杂质污染，保证惰性气体氛围下激光熔覆工艺的顺利实施。

技术领域

本发明涉及激光熔覆的技术领域，尤其是涉及气氛保护组件及激光熔覆气氛保护装置。

背景技术

激光熔覆利用铺粉或送粉的方法在基材表面预置金属粉末，聚焦激光束辐照基材表面的金属粉末，焦点位置的金属粉末和基材表面薄层发生熔化，形成一定形状和大小的熔池，当激光束焦点以一定速度按预定轨迹运动，激光束移开后的熔池迅速凝固，从而在基材表面激光束扫过的区域熔覆上一层具有特殊物理、化学或力学性能的金属涂层。

在镁、铝、钛及其合金为代表的低熔点、高活性材料表面进行激光熔覆时，由于其熔点低、化学活性高，高温作用下极易与空气中的氧、氮、氢等活性气体发生剧烈反应，并且随着温度的增高，其化学活性迅速增大，并在固态下能强烈地吸收各种气体，吸收的气体原子以间隙或置换形式固溶在晶格中，改变了材料原始晶格排列，并易于形成晶间化合物，使得涂层塑性和韧性急剧下降，严重恶化材料的综合性能。例如：镁锂合金表面激光熔覆时，由于锂元素、镁元素化学活性极高、熔点极低，几乎不能载气表面开展熔覆工艺；在钛合金表面激光熔覆时，钛合金基体加热到300℃时，基体表面就会吸附氢气、而加热至400℃时即吸收氧气、600℃吸收氮气。

目前用于熔覆熔池的惰性气体保护方法主要是通过熔覆喷嘴(熔覆头)产生轴向气流，与同轴粉末一起输入到基材熔池上方进行气体保护，或者是通过侧向吹气装置，输入到熔池上方进行气体保护。采用上述传统气体保护方法，由于保护区域只局限在熔池液化局部区域，保护范围有限，而材料基体、熔覆环境区域得不到全方位有效保护，同时由于上述保护气体与熔覆激光束随动，只能对熔池高温液化阶段形成保护，随着光束的移动而对熔池的冷却凝固阶段段、固态相变阶段以及热影响区得不到有效保护，远远不能达到镁及其合金的表面激光熔覆工艺的要求。因此，有必要设计开发一种用于低熔点、高活性镁、铝、钛及其合金表面激光熔覆的熔池、基体气氛保护装置与工艺。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种气氛保护组件，能够有效的进行熔覆熔池与高活性基体的整体性保护，可以有效保护因熔点低、化学活性高造成的基体氧化与杂质污染，从而保证惰性气体氛围下的激光熔覆工艺的顺利实施。

本发明提供的一种气氛保护组件，包括容器主体、动力组件、设置在所述容器主体的第一侧面上的吹气喷嘴、设置在所述容器主体顶部的驱动组件和齿轮组件；

还包括多个固定导杆，多个所述固定导杆分别穿过所述容器主体内的不同的所述吹气喷嘴的中部，所述驱动组件通过所述齿轮组件驱动所述固定导杆进行转动；

所述动力组件带动所述容器主体进行竖直方向的移动；

所述容器主体的第四侧面设置有气源入口，气源由气源入口进入所述容器主体，并由所述吹气喷嘴吹出，所述第一侧面与所述第四侧面相对设置。

进一步地，所述容器主体内设置有气体层流腔和气体湍流腔，气体由所述气体湍流腔流入所述气体层流腔。

需要说明的是，所述容器主体由第一隔板分割成两个腔体，分别为气体层流腔和气体湍流腔，所述第一隔板上设置有密集小孔，所述气体湍流腔由第二隔板分割成多个小型腔体，每个所述小型腔体均固定连通有一个快插接头，每个所述快插接头通过气管和一分为二接头与气源处理器连通。