[发明专利]倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造装置

说明书

倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造装置，包括激光再制造部、磁场部、可移动夹具部；可移动夹具部包括圆柱形外壳、外壳顶板、外壳底板、磁场部固定支撑板、激光头固定支撑板、弧形把手、滚轮支柱及滚轮。激光再制造部包括激光器、激光传输通道、激光头，激光器通过激光传输通道与激光头相连，且在激光头上同轴的设有送丝头，激光头穿过激光头固定支撑板上的圆孔，并通过激光头固定支撑板上的竖直挡板固定；磁场部包括中频交流电源、供磁线圈、铁氧体磁芯以及电源导线；铁氧体磁芯通过磁场部固定支撑板的竖直挡板固定。本发明通过交变磁场加热熔池周围固体金属减小熔池处温度梯度，并在液体熔池中产生支撑洛伦兹力以抑制熔池熔体滴落。

技术领域

本发明属于激光再制造技术领域,具体涉及一种倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造装置。

背景技术

激光再制造技术作为先进再制造技术之一，其主要以激光熔覆技术为核心技术来实现对零件失效区域的修复再制造，是以预制粉末或同轴送粉的方式将合金粉末置于待修复再制造区域处，经过激光束一定强度的辐照，使粉末和少部分的基材表层同时熔化，首先以熔融状态均匀地分布在零件表面，在随后的快速凝固(10²～10⁶℃/s)过程中，在基材表面形成一层稀释率低、厚度在一定范围内可控并和基材呈冶金结合状态的熔覆层的一种技术。

在激光再制造过程中，一般零件呈水平放置，激光器位于零件上方，并使激光束垂直照射于零件表面。但这仅适用于易于调整位置的小型零件，对于不能轻易移动的大型零件，若是待修复区域位于零件侧壁上或是上方内壁时，待修复区处熔池熔融金属会在重力作用下沿侧壁流下或直接滴落，会形成不规则形状的修复层，并导致修复区域的不完整；会降低零件修复区域综合力学性能，同时滴落流下的熔融金属会不但会损坏激光设备还会威胁操作人员的人身安全。另外在激光修复再制造过程中，由于零件再制造区域在激光作用下被快速加热，且在停止激光辐照下迅速冷却。会在零件在制造区域中产生较大的残余应力，容易引起零件再制造区域开裂。上述问题都极大的限制了激光修复再制造技术在大型零件上应用。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺陷,提供一种倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造装置。

本发明旨在解决目前大型零件侧壁与上方内壁的激光修复再制造过程中的熔融金属滴落问题与快速加热与冷却中的激光修复再制造区域开裂问题。

本发明的倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造装置，包括具体实施零件再制造的激光再制造部、用于给待修复再制造零件提供磁场的磁场部、用于固定磁场部与激光再制造部相对位置并实现整体位置移动的可移动夹具部。

所述可移动夹具部包括容纳磁场部和激光头的圆柱形外壳，圆柱形外壳的上端和下端分别设有外壳顶板、外壳底板，外壳顶板设有在待加工零件表面滚动的滚轮装置，外壳底板上设有方便人员操作的弧形把手，圆柱形外壳内自上而下依次设有固定支撑铁氧体磁芯的磁场部固定支撑板、固定支撑激光头的激光头固定支撑板。

所述外壳顶板中心处设置有圆孔，所述圆柱形外壳侧壁上同一垂直方向上设置有上下两个拱门孔，供磁线圈与激光传输通道从两个拱门孔中穿出。所述磁场部固定支撑板由设置有中心圆孔的第一支撑圆板与第一竖直挡板组成，且第一支撑圆板与第一竖直挡板垂直固定连接，第一支撑圆板外直径与圆柱形外壳内腔直径相等，磁场固定支撑板同轴的固定设置在圆柱形外壳内腔中。

所述激光头固定支撑板由设置有中心圆孔的第二支撑圆板与第二竖直挡板组成，且第二支撑圆板与第二竖直挡板垂直固定连接，第二支撑圆板外直径与圆柱形外壳内腔直径相等，激光头固定支撑板同轴的固定设置在圆柱形外壳内腔中。

激光再制造部包括激光器、激光传输通道、激光头，激光器通过激光传输通道与沿中轴线设置的激光头相连，且在激光头上同轴的设有送丝头，激光呈环形光斑状沿激光头轴线传导，丝材在环形光斑空心内沿激光头轴线输送，且环形光斑沿激光头轴线向上逐渐缩小，并于激光焦点处与丝材汇聚。