激光熔覆设备的组成
2。依据送粉原理,送粉器可分为重力式送粉器、气动式送粉器、机械式送粉器等几种。为了获得具有优异成形质量、精度和性能的熔覆层,一个质量稳定、精确可控的送粉器是不可缺少的。以气动式送粉器为例,不仅要求保证送粉电压与粉末输送量之间呈线性关系,还须保证送粉电压稳定,送粉流量不会发生较大波动,粉末输送流量要保持连续均匀。对于送粉喷嘴来说,喷嘴孔径对粉末利用率有较大的影响。一般来说,送粉喷嘴的孔径应小于熔覆时激光的光斑直径,以保证粉末有效进入金属熔池。送粉式激光熔覆的粉末飞溅损失较大、利用率较低,粉末束发散是其主要原因。 粉末束在喷嘴出口处形成的发散,导致到达基体表面的部分粉末飞落到熔池之外。只有进入熔池的合金粉末才有助于熔覆层成形。粉末束的发散角越小,进人熔池的粒子越多,粉末实际利用率越高实践表明,减小送粉喷嘴孔径有利于降低粉末束的发散角。从提高熔覆效率、节约合金粉末的角度出发,采用较小孔径的送粉喷嘴可起到明显的效果。
3。(3)控制系统 控制系统是激光输送端头的载体,对实现激光熔覆成形的精确控制是必不可少的。该控制系统须保证能够在X、Y、Z三个维度进行操纵。但要实现任意复杂形状工件的熔覆,还需要至少2个维度,即转动和摆动,数控机器人可满足这一需求。除以上激光器及光路系统、送粉系统、控制系统外,依据实验或工况条件还可配制辅助装置,例如:1)保护气系统。对于一些易氧化的熔覆材料,为了提高激光熔覆成形质量,应用保护气可保证加工区域的气氛达到技术要求。常见的保护气有氩气和氮气。2)监测与反馈控制系统。对激光熔覆过程进行实时监测,并根据监测结果对熔覆过程进行反馈控制,以保证激光熔覆的稳定性。该系统对成形精度的影响至关重要,如在激光头部位加装光学反馈的跟踪系统,会大幅度提高熔覆精度。
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