激光內(nèi)孔熔覆應(yīng)用

添加時(shí)間：2018-07-05 點(diǎn)擊量：4666

隨著激光修復(fù)技術(shù)的普及并深入各大機(jī)械制造領(lǐng)域，修復(fù)的范圍不再是簡(jiǎn)單的外在平面，而是形狀不一的內(nèi)部輪廓，如直徑不超過100mm的內(nèi)孔、呈梯形等規(guī)則或毫無規(guī)律分布的內(nèi)壁等，這些內(nèi)部輪廓深淺不一，大小不一，常見的用于外表面加工的激光加工頭已經(jīng)不再適用，往往需要進(jìn)行特殊定制。

對(duì)于足夠大的孔徑，市場(chǎng)上現(xiàn)有的多種傳統(tǒng)激光加工頭可提供內(nèi)部或外部輪廓的加工。不過，當(dāng)內(nèi)部輪廓的深度與內(nèi)徑之比超出了傳統(tǒng)加工頭的加工范圍，傳統(tǒng)加工頭此時(shí)便無能為力，只能根據(jù)內(nèi)部輪廓的尺寸對(duì)加工頭進(jìn)行設(shè)計(jì)。

內(nèi)孔修復(fù)需求并不是***近才出現(xiàn)，而是過去難以設(shè)計(jì)出合適的加工頭導(dǎo)致內(nèi)部輪廓的修復(fù)技術(shù)遲遲得不到順利開展。工業(yè)應(yīng)用中加工頭的使用主要標(biāo)準(zhǔn)是持續(xù)的熱負(fù)荷能力；使用的******水冷卻方式可以防止精密元件發(fā)生過熱現(xiàn)象；加工頭的內(nèi)部保護(hù)系統(tǒng)可以防止它受到粉末顆粒沉積帶來的污染或損壞。根據(jù)以上基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，由中科四象自主設(shè)計(jì)的專屬于內(nèi)部輪廓激光熔覆及合金化用的同軸加工頭，由激光通道、內(nèi)外冷卻水通道、送粉通道以及加強(qiáng)版氣簾通道構(gòu)成。內(nèi)孔熔覆同軸加工頭因送粉通道的特殊結(jié)構(gòu)，加工頭的送粉嘴及保護(hù)鏡單元距離工件修復(fù)面非常近，因此激光作用于修復(fù)面時(shí)產(chǎn)生的熱量輻射、飛濺粉末在高溫氣氛中攜帶熱量粘結(jié)在加工頭附近等多種因素造成了加工頭保護(hù)鏡模塊的高熱量負(fù)荷以及送粉嘴被飛濺物堵塞等問題，導(dǎo)致保護(hù)鏡片受損嚴(yán)重，使用壽命驟減。而頻繁更換保護(hù)鏡片不僅耗時(shí)耗力，還不利于成本節(jié)約。為了解決這一項(xiàng)技術(shù)難題，我們總結(jié)失敗經(jīng)驗(yàn)，集思廣益，在結(jié)構(gòu)上重新更改設(shè)計(jì)，經(jīng)測(cè)試，目前可實(shí)現(xiàn)連續(xù)4小時(shí)的作業(yè)，如圖中所示，是某能源領(lǐng)域中常用的一種閥座內(nèi)壁熔覆強(qiáng)化案例。本案例中采用的是中科四象自主研發(fā)生產(chǎn)的ZKSX-3008激光器，800微米光纖芯徑，以及一臺(tái)小型轉(zhuǎn)臺(tái)將閥座固定并以一定速度承載其旋轉(zhuǎn)，直至完成整個(gè)內(nèi)壁的熔覆強(qiáng)化。從圖中可以看出，涂層成形良好。

隨著在內(nèi)部輪廓修復(fù)技術(shù)上取得巨大突破，中科四象繼而針對(duì)狹窄、深度不小于500mm的內(nèi)部輪廓修復(fù)進(jìn)行了加工頭的設(shè)計(jì)，按照孔徑大小主要有Φ100mm、Φ250mm兩種種型號(hào)，通過在公司內(nèi)部的工藝中心進(jìn)行不斷測(cè)試和優(yōu)化，順利完成了新型內(nèi)孔熔覆加工頭的成功應(yīng)用。

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