用于激光送丝熔覆成形的超声振动复合送丝装置及方法与流程

技术特征：
1.用于激光送丝熔覆成形的超声振动复合送丝装置，其特征在于：包括平台移动机构(1)、激光工作机构(4)、送丝机构(5)、超声振动机构(8)和平台控制中心(7)；所述平台移动机构(1)是可移动平台，可移动平台与平台控制中心(7)电连接，平台控制中心(7)控制可移动平台的移动距离、方向及速度；可移动平台上固定有工件(2)，工件(2)的上方设有激光工作机构(4)和丝材(6)；所述激光工作机构(4)包括激光熔覆头和连接杆，连接杆为空心圆柱结构，空心圆柱结构用于激光能量传输；连接杆的底部连接有激光熔覆头，激光熔覆头竖向垂直于工件上方，激光熔覆头发出激光对工件(2)进行熔覆加工；激光熔覆头还通过管路连接氩气保护瓶(3)，氩气保护瓶(3)内的保护气通过管路从熔覆头向下输出；所述送丝机构(5)包括导丝管(5-1)和送丝喷嘴(5-2)，导丝管(5-1)的末端连接送丝喷嘴(5-2)，丝材(6)卷绕在圆盘上，圆盘由电机驱动转动将丝材(6)往前输送；丝材(6)通过导丝管进入送丝喷嘴(5-2)，再由送丝喷嘴(5-2)导出；所述超声振动机构(8)设置在送丝喷嘴(5-2)内且位于丝材(6)的两侧，超声振动机构(8)包括外壳(8-1)、匹配层(8-5)、压电陶瓷圆盘换能器(8-3)、背衬(8-2)、引出电缆(8-6)和cymbal阵列接收器(8-4)，外壳(8-1)内的底部设有背衬(8-2)，背衬(8-2)的上方依次设有电陶瓷圆盘换能器(8-3)、cymbal阵列接收器(8-4)和匹配层(8-5)，cymbal阵列接收器(8-4)的引出电缆(8-6)通过送丝喷嘴(5-2)的侧壁导出与交变式电源相连；压电陶瓷圆盘换能器(8-3)用作基本的超声波换能器，由它发射和接收超声波信号；cymbal阵列接收器(8-4)作为超声波接收器，用于接收压电陶瓷圆盘换能器(8-3)频带之外的多普勒回波信号。2.基于权利要求1所述的用于激光送丝熔覆成形的超声振动复合送丝装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)用粗砂纸打磨工件试样表面，并用乙醇擦拭表面，去除表面油污，用吹风机吹干放入烘箱干燥备用；(2)将工件试样固定于平台移动机构上；(3)将所需熔覆的丝材装入送丝机构，进行预送丝，将丝材经送丝导嘴至熔覆工件表面，停止送丝；(4)打开交变式驱动电源，调节功率，驱动超声振动机构工作，使丝材产生受迫振动；(5)调节平台移动机构，设定其移动速度及方向；(6)打开平台移动机构、送丝机构、激光工作机构，对工件试样表面进行激光熔覆加工，单道熔覆，在加工过程中同时开启氩气保护瓶，通过从熔覆头中输出保护气对熔池进行保护，直至熔覆完成；(7)完成振动复合激光送丝熔覆成形过程，停止送丝，关闭激光器、保护气瓶、平台移动机构、送丝机构、激光工作机构。

技术总结
用于激光送丝熔覆成形的超声振动复合送丝装置，包括平台移动机构、激光工作机构、送丝机构、超声振动机构和平台控制中心；平台移动机构是可移动平台；激光工作机构包括激光熔覆头，激光熔覆头发出激光对工件进行熔覆加工；送丝机构包括导丝管和送丝喷嘴，丝材通过导丝管进入喷嘴，再由送丝喷嘴后导出；超声振动机构设置在送丝喷嘴内且位于丝材的两侧，使丝材产生高频振动，从而耦合于激光束产生的熔池。本发明还提供一种用于激光送丝熔覆成形的超声振动复合送丝装置的方法。本发明将超声振动与送丝结合应用于激光熔覆成形过程，利用超声振动的辅助作用改善了熔覆层表面成形效果，提高了工艺质量，降低了制造成本。降低了制造成本。降低了制造成本。


技术研发人员：姚喆赫 陈健 姚建华
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/3/22