一种激光熔覆用辅助温控装置的制作方法

1.本实用新型涉及合金件加工设备领域，具体涉及一种激光熔覆用辅助温控装置。

背景技术：

2.激光熔覆技术是随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术。激光熔覆技术是在激光束作用下，将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，光束移开后冷却形成稀释率极低、与基体材料呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种新兴表面无损修复再制造技术，广泛应用于泵阀、模具及电力行业。
3.某大型泵体生产企业的不同型号泵体因长期处于渣浆环境，泥沙冲刷作用下易产生较多气孔，新泵体的使用周期往往不超过40天，表面就会产生很多磨损点，再更换新泵体也同样遇到磨损问题，频繁更换泵体不仅不利于控制成本，而且磨损的泵体造成资源大量浪费。因此采用激光熔覆技术在磨损部位熔覆铜合金、钛合金、碳化物复合粉末等材料，对其进行高效、精准的重新设计和无损修复再制造，以达到降低使用成本、延长使用寿命的目的。实际使用熔覆泵体后发现泵体使用寿命延长近2.7倍，很大程度上降低了泵体更换频率。但是将刚熔覆完的泵体和服役完成的熔覆泵体对比研究发现，熔覆的泵体在熔覆区域会产生局部纵向裂纹，而裂纹部位往往是泵体再次磨损的重点区域，从而加速了熔覆泵体二次损坏速度。进一步深究其原因发现是由于基体与熔覆层材料的热膨胀系数差异较大，在热应力作用下，基体与熔覆层接合处容易出现沿工件转动方向的局部纵向裂纹，从而影响工件表面质量和使用效果。因此，消除熔覆裂纹对提高工件质量和使用寿命非常重要。

技术实现要素：

4.本实用新型提供一种激光熔覆用辅助温控装置，目的在于解决现有熔覆设备熔覆时熔覆层表面易产生裂纹，造成工件质量不达标的问题。
5.本实用新型为一种激光熔覆用辅助温控装置，其特征在于：包括加热组件、保温组件和控温组件，加热组件包括燃气罐，燃气罐通过燃气管与位于待加热合金工件底部的加热炬连通，加热炬由底部的支撑架提供支撑，支撑架支撑范围及支撑高度可调，燃气管上设有电磁阀；保温组件为陶瓷保温带；控温组件为红外测温仪，红外测温仪与plc控制器的信号输入端电连接，plc控制器的信号输出端与电磁阀电连接。
6.优选的，加热炬上设有若干加热头。
7.优选的，支撑架由两组对称支撑杆组成，一组支撑杆包括两根铰接的把杆，把杆上设有若干定位孔，铰接的把杆采用定位销通过定位孔进行固定。
8.优选的，支撑架上部同一水平线上垂直设有两根平行底托，底托用于支撑加热炬。
9.优选的，支撑架底部设有底座，底座底部设有插销，插销尺寸与激光熔覆装置操作台钢板间缝隙尺寸相匹配，用于固定支撑架。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
11.1、本实用新型提供的激光熔覆用辅助温控装置，可以适用零件体积较大的熔覆工况。由于零件体积大,热容量大，熔覆层向基体传递的热量多，导致熔覆层冷却速度快，开裂的可能性就大。加热组件中的加热炬可以对工件提前预热，缩减熔覆前与熔覆中的温度差，提高可熔性，减少内应力差，直接减少表面裂纹的产生。而且加热炬可以根据不同工件大小及形状进行定制，加热均匀，加热效果好，加热炬上设有若干加热头，可以满足不同工件的预热需求。加热炬底部设有支撑架，支撑架支撑范围可调，可以适用于不同直径工件，支撑架支撑高度可调，可以适用于不同高度工件，应用广泛，灵活多变，操作便捷。
12.2、本实用新型提供的保温组件为陶瓷保温带，可以在熔覆结束后将其缠绕在工件表面，进行缓慢降温，陶瓷保温带具有导热系数低、保温效果好、不燃烧、防水、环保等优点，通过陶瓷保温带可以降低工件表面内应力，从而减少裂纹的产生，延长了工件的使用寿命，大大降低了企业生产成本。
13.3、本实用新型的控温组件为红外线直射于工件的红外测温仪，红外测温仪与plc控制器的信号输入端电连接，plc控制器的信号输出端与电磁阀电连接。根据不同工件熔覆需求设定预热温度，当红外测温仪测定加热温度达到设定温度时，将信号反馈至plc控制器，plc控制器再控制电磁阀关闭，加热炬停止加热，全程智能控温，操作便捷安全。
附图说明
14.图1为本实用新型的整体结构示意图；
15.图2为本实用新型的加热炬结构示意图；
16.图3为本实用新型的陶瓷保温带结构示意图；
17.图4为本实用新型的支撑架的主视图；
18.图5为本实用新型的支撑架的左视图；
19.图6为本实用新型的电路连接关系图；
20.图中：1-燃气罐；2-加热炬；3-支撑架；4-陶瓷保温带；5-加热头；6-工作台；7-电磁阀；8-把杆；9-底座；10-底托；11-定位孔；12-插销。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
22.如图1-6所示，本实用新型为一种激光熔覆用辅助温控装置，包括加热组件、保温组件和控温组件，加热组件包括燃气罐1，燃气罐1通过燃气管与位于待加热合金工件底部的加热炬2连通，加热炬2由底部的支撑架3提供支撑，支撑架3支撑范围及支撑高度可调，燃气管上设有电磁阀7。支撑架3由两组对称支撑杆组成，一组支撑杆包括两根铰接的把杆8，把杆8上设有若干定位孔11，铰接的把杆8采用定位销通过定位孔11进行固定。支撑架3上部同一水平线上垂直设有两根平行底托10，底托10用于支撑加热炬2，支撑架3底部设有底座9，底座9底部设有插销12，插销12尺寸与激光熔覆装置操作台钢板间缝隙尺寸相匹配，用于固定支撑架3，支撑架3支撑范围及支撑高度可调。保温组件为陶瓷保温带4。控温组件为红外测温仪，红外测温仪与plc控制器的信号输入端电连接，plc控制器的信号输出端与电磁阀7电连接。
23.使用时，结合激光熔覆轨迹和工件复杂程度确定激光熔覆参数，根据激光熔覆参
数选择预热处理和后处理的激光功率,根据零件表面应力和表面硬度要求确定激光预热的提前时间和热处理滞后时间,根据提前,滞后时间确定每次激光熔覆路径长度,逐次对每一分段进行预热、激光熔覆和热处理。
24.以熔覆镍基碳化钨涂层为例，工件为直径60mm，长度1200mm的活塞柱体，基材为316l,熔覆涂层为单边1.5mm的碳化钨涂层。熔覆前，去除工件表面油污、锈迹。将工件夹持在工作台6上，根据激光熔覆参数选定预热处理和后处理的激光功率为2800w，预加热温度设定为350℃。调整支撑架3高度，保持燃气罐1总阀处于常开状态，打开电磁阀7，加热炬2点火对工件表面进行加热，当红外测温仪7测得工件表面温度达到350℃时，将信号反馈至plc控制器，plc控制器控制电磁阀7关闭，加热炬2停止加热。接着进行熔覆工作，熔覆期间，若红外测温仪7测得工件温度低于330℃时，将信号反馈至plc控制器，plc控制器控制电磁阀7打开，加热炬2开始加热，保持工件温度。熔覆完成后，立即在工件表面缠绕陶瓷保温带4，让工件进行缓慢降温，从而减少裂纹的产生。

技术特征：

1.一种激光熔覆用辅助温控装置，其特征在于：包括加热组件、保温组件和控温组件，所述加热组件包括燃气罐（1），所述燃气罐（1）通过燃气管与位于待加热合金工件底部的加热炬（2）连通，所述加热炬（2）由底部的支撑架（3）提供支撑，所述支撑架（3）支撑范围及支撑高度可调，所述燃气管上设有电磁阀（7）；所述保温组件为陶瓷保温带（4）；所述控温组件为红外测温仪，所述红外测温仪与plc控制器的信号输入端电连接，plc控制器的信号输出端与电磁阀（7）电连接。2.如权利要求1所述的一种激光熔覆用辅助温控装置，其特征在于：所述加热炬（2）上设有若干加热头。3.如权利要求1所述的一种激光熔覆用辅助温控装置，其特征在于：所述支撑架（3）由两组对称支撑杆组成，一组支撑杆包括两根铰接的把杆（8），所述把杆（8）上设有若干定位孔（11），铰接的把杆（8）采用定位销通过定位孔（11）进行固定。4.如权利要求3所述的一种激光熔覆用辅助温控装置，其特征在于：所述支撑架（3）上部同一水平线上垂直设有两根平行底托（10），所述底托（10）用于支撑加热炬（2）。5.如权利要求3所述的一种激光熔覆用辅助温控装置，其特征在于：所述支撑架（3）底部设有底座（9），所述底座（9）底部设有插销（12），所述插销（12）尺寸与激光熔覆装置操作台钢板间缝隙尺寸相匹配，用于固定支撑架（3）。

技术总结

本实用新型公开了一种激光熔覆用辅助温控装置，其特征在于：包括加热组件、保温组件和控温组件，加热组件包括燃气罐，燃气罐通过燃气管与位于待加热合金工件底部的加热炬连通，加热炬由底部的支撑架提供支撑，支撑架支撑范围及支撑高度可调，燃气管上设有电磁阀；保温组件为陶瓷保温带；控温组件为红外测温仪，红外测温仪与PLC控制器的信号输入端电连接，PLC控制器的信号输出端与电磁阀电连接。本装置用于零件体积较大的熔覆工况，加热组件可以对工件提前预热，缩减熔覆前与熔覆中的温度差，提高可熔性，减少内应力差。陶瓷保温带用于熔覆结束后缠绕在工件表面，进行缓慢降温。控温组件用于加热时智能控温，操作便捷安全。操作便捷安全。操作便捷安全。