本發(fā)明涉及激光熔覆的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及氣氛保護(hù)組件及激光熔覆氣氛保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

激光熔覆利用鋪粉或送粉的方法在基材表面預(yù)置金屬粉末，聚焦激光束輻照基材表面的金屬粉末，焦點位置的金屬粉末和基材表面薄層發(fā)生熔化，形成一定形狀和大小的熔池，當(dāng)激光束焦點以一定速度按預(yù)定軌跡運動，激光束移開后的熔池迅速凝固，從而在基材表面激光束掃過的區(qū)域熔覆上一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的金屬涂層。

在鎂、鋁、鈦及其合金為代表的低熔點、高活性材料表面進(jìn)行激光熔覆時，由于其熔點低、化學(xué)活性高，高溫作用下極易與空氣中的氧、氮、氫等活性氣體發(fā)生劇烈反應(yīng)，并且隨著溫度的增高，其化學(xué)活性迅速增大，并在固態(tài)下能強(qiáng)烈地吸收各種氣體，吸收的氣體原子以間隙或置換形式固溶在晶格中，改變了材料原始晶格排列，并易于形成晶間化合物，使得涂層塑性和韌性急劇下降，嚴(yán)重惡化材料的綜合性能。例如：鎂鋰合金表面激光熔覆時，由于鋰元素、鎂元素化學(xué)活性極高、熔點極低，幾乎不能載氣表面開展熔覆工藝；在鈦合金表面激光熔覆時，鈦合金基體加熱到300℃時，基體表面就會吸附氫氣、而加熱至400℃時即吸收氧氣、600℃吸收氮氣。

目前用于熔覆熔池的惰性氣體保護(hù)方法主要是通過熔覆噴嘴(熔覆頭)產(chǎn)生軸向氣流，與同軸粉末一起輸入到基材熔池上方進(jìn)行氣體保護(hù)，或者是通過側(cè)向吹氣裝置，輸入到熔池上方進(jìn)行氣體保護(hù)。采用上述傳統(tǒng)氣體保護(hù)方法，由于保護(hù)區(qū)域只局限在熔池液化局部區(qū)域，保護(hù)范圍有限，而材料基體、熔覆環(huán)境區(qū)域得不到全方位有效保護(hù)，同時由于上述保護(hù)氣體與熔覆激光束隨動，只能對熔池高溫液化階段形成保護(hù)，隨著光束的移動而對熔池的冷卻凝固階段段、固態(tài)相變階段以及熱影響區(qū)得不到有效保護(hù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到鎂及其合金的表面激光熔覆工藝的要求。因此，有必要設(shè)計開發(fā)一種用于低熔點、高活性鎂、鋁、鈦及其合金表面激光熔覆的熔池、基體氣氛保護(hù)裝置與工藝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種氣氛保護(hù)組件，能夠有效的進(jìn)行熔覆熔池與高活性基體的整體性保護(hù)，可以有效保護(hù)因熔點低、化學(xué)活性高造成的基體氧化與雜質(zhì)污染，從而保證惰性氣體氛圍下的激光熔覆工藝的順利實施。

本發(fā)明提供的一種氣氛保護(hù)組件，包括容器主體、動力組件、設(shè)置在所述容器主體的第一側(cè)面上的吹氣噴嘴、設(shè)置在所述容器主體頂部的驅(qū)動組件和齒輪組件；

還包括多個固定導(dǎo)桿，多個所述固定導(dǎo)桿分別穿過所述容器主體內(nèi)的不同的所述吹氣噴嘴的中部，所述驅(qū)動組件通過所述齒輪組件驅(qū)動所述固定導(dǎo)桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動；

所述動力組件帶動所述容器主體進(jìn)行豎直方向的移動；

所述容器主體的第四側(cè)面設(shè)置有氣源入口，氣源由氣源入口進(jìn)入所述容器主體，并由所述吹氣噴嘴吹出，所述第一側(cè)面與所述第四側(cè)面相對設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述容器主體內(nèi)設(shè)置有氣體層流腔和氣體湍流腔，氣體由所述氣體湍流腔流入所述氣體層流腔。

需要說明的是，所述容器主體由第一隔板分割成兩個腔體，分別為氣體層流腔和氣體湍流腔，所述第一隔板上設(shè)置有密集小孔，所述氣體湍流腔由第二隔板分割成多個小型腔體，每個所述小型腔體均固定連通有一個快插接頭，每個所述快插接頭通過氣管和一分為二接頭與氣源處理器連通。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動組件包括伺服電機(jī)和電機(jī)支架，所述伺服電機(jī)通過所述電機(jī)支架與所述容器主體固定連接。

進(jìn)一步地，所述動力組件帶動所述齒輪組件傳動，所述齒輪組件帶動所述固定導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動，驅(qū)動所述氣體層流腔的氣體流入所述氣體湍流腔。

具體的，所述齒輪組件包括主動齒輪、從動齒輪和驅(qū)動導(dǎo)桿，所述主動齒輪與所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定連接，所述從動齒輪與所述驅(qū)動導(dǎo)桿的上端固定連接，所述驅(qū)動導(dǎo)桿為距離所述伺服電機(jī)最近的固定導(dǎo)桿，所述主動齒輪與所述從動齒輪嚙合連接。

進(jìn)一步地，所述固定導(dǎo)桿設(shè)置在所述氣體層流腔內(nèi)，所述固定導(dǎo)桿設(shè)置有一行，所述固定導(dǎo)桿上端設(shè)置有固定間隔同軸設(shè)置的兩個帶輪，相鄰所述固定導(dǎo)桿上的帶輪通過所述皮帶交錯串聯(lián)；

多個所述固定導(dǎo)桿分別穿過所述容器主體內(nèi)的不同的所述吹氣噴嘴的中部，所述驅(qū)動組件通過齒輪組件驅(qū)動所述固定導(dǎo)桿進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步地，所述動力組件設(shè)置有兩組，兩組所述動力組件分別設(shè)置在所述容器主體的第二側(cè)面和第三側(cè)面。

具體的，所述動力組件包括第一氣缸和氣缸連接板，所述動力組件設(shè)置有兩組，所述第一氣缸通過所述氣缸連接板與所述容器主體的第二側(cè)面、第三側(cè)面固定連接。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種激光熔覆氣氛保護(hù)裝置，通過激光測距儀測量熔覆頭與工件的垂直空間距離，并將信號迅速反饋至控制系統(tǒng)，并在z軸電動模組的驅(qū)動下實現(xiàn)激光快速自動對焦，具備該功能也可實現(xiàn)對不同高度的工件進(jìn)行加工；在氣氛保護(hù)組件的作用下，使激光熔覆在保護(hù)氣的作用下順利進(jìn)行。

本發(fā)明提供的一種激光熔覆氣氛保護(hù)裝置，包括上述的氣氛保護(hù)組件，還包括機(jī)架、激光熔覆組件、氣動夾具組件和移動平臺組件，所述機(jī)架上固定設(shè)置有所述移動平臺組件，所述移動平臺組件上設(shè)置有所述氣氛保護(hù)組件和所述氣動夾具組件，所述氣動夾具組件設(shè)置在所述氣氛保護(hù)組件的邊角處，用于將工件與工作臺夾緊；所述氣氛保護(hù)組件上方設(shè)置有所述激光熔覆組件，所述激光熔覆組件固定設(shè)置在所述機(jī)架上；

所述移動平臺組件帶動所述氣氛保護(hù)組件進(jìn)行x方向和y方向的位移運動。

進(jìn)一步地，所述激光熔覆組件包括z軸移動模組、激光熔覆頭和激光測距儀；所述z軸移動模組帶動所述激光熔覆頭進(jìn)行豎直方向移動，所述激光測距儀用于控制所述激光熔覆頭的高度位置。

具體的，所述激光熔覆組件還包括反射鏡支架、反射鏡片、激光熔覆組件固定板、移動板、定位件、滑軌組件和激光測距儀安裝架；所述激光熔覆組件固定板豎直固定設(shè)置在所述機(jī)架上，所述滑軌組件固定設(shè)置在所述激光熔覆組件固定板上，所述移動板設(shè)置在所述滑軌組件上，并能夠在所述滑軌組件上做豎直方向的位移運動；所述移動板上通過所述定位件固定設(shè)置有所述激光熔覆頭，所述激光熔覆頭豎直設(shè)置，所述激光熔覆組件固定板上還固定設(shè)置有所述反射鏡支架，所述反射鏡支架上設(shè)置有所述反射鏡片；所述z軸移動模組固定設(shè)置在所述滑軌組件的上方，所述激光測距儀安裝架固定設(shè)置在所述移動板上，所述激光測距儀安裝架上固定設(shè)置有所述激光測距儀。

進(jìn)一步地，所述移動平臺組件包括y方向移動模組和x方向移動模組，所述x方向移動模組與所述y方向移動模組垂直交錯放置，工件能夠在所述x方向移動模組和所述y方向移動模組的作用下，進(jìn)行x/y方向直線運動或插補(bǔ)運動。

具體的，所述移動平臺組件還包括工作臺和安裝板，所述x方向移動模組與所述y方向移動模組垂直交錯放置，所述y方向移動模組上設(shè)置了所述安裝板，所述工作臺設(shè)置在所述安裝板上方，并且與所述安裝板固定連接，當(dāng)進(jìn)行激光熔覆時，工件能夠進(jìn)行x/y方向直線運動或插補(bǔ)運動。

進(jìn)一步地，所述氣氛保護(hù)組件設(shè)置有兩組，兩組所述氣氛保護(hù)組件在所述工作臺上相對設(shè)置。

本發(fā)明的有益效果如下：

采用本發(fā)明的氣氛保護(hù)組件，包括容器主體、動力組件、設(shè)置在容器主體的第一側(cè)面上的吹氣噴嘴、設(shè)置在容器主體頂部的驅(qū)動組件和齒輪組件；還包括多個固定導(dǎo)桿，多個固定導(dǎo)桿分別穿過容器主體內(nèi)的不同的吹氣噴嘴的中部，驅(qū)動組件通過齒輪組件驅(qū)動固定導(dǎo)桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動；動力組件帶動容器主體進(jìn)行豎直方向的移動；容器主體的第四側(cè)面設(shè)置有氣源入口，氣源由氣源入口進(jìn)入容器主體，并由吹氣噴嘴吹出，第一側(cè)面與第四側(cè)面相對設(shè)置；采用本技術(shù)方案的氣氛保護(hù)組件，用于激光熔覆時使用，為激光熔覆提供一個充滿保護(hù)氣的環(huán)境，防止出現(xiàn)氧化現(xiàn)象；具體使用時，驅(qū)動組件帶動齒輪組件傳動，進(jìn)而通過驅(qū)動固定導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動來帶動吹氣噴嘴進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動，氣源此時由容器主體吹出，同時，工件在容器主體外進(jìn)行激光熔覆，本技術(shù)方案的氣氛保護(hù)組件使容器主體的吹氣噴嘴外形成保護(hù)氣環(huán)繞，為激光熔覆工序提供安全的作業(yè)環(huán)境，阻隔外部空氣進(jìn)入熔覆環(huán)境中，避免工件在熔覆過程發(fā)生氧化。

采用本發(fā)明的激光熔覆氣氛保護(hù)裝置，包括上述的氣氛保護(hù)組件，還包括機(jī)架、激光熔覆組件、氣動夾具組件和移動平臺組件，機(jī)架的桌面上固定設(shè)置有移動平臺組件，移動平臺組件上設(shè)置有氣氛保護(hù)組件和氣動夾具組件，氣動夾具組件設(shè)置在氣氛保護(hù)組件的邊角處，用于將工件與工作臺夾緊；氣氛保護(hù)組件上方設(shè)置有激光熔覆組件，激光熔覆組件固定設(shè)置在機(jī)架上；移動平臺組件帶動氣氛保護(hù)組件進(jìn)行x方向和y方向的位移運動；采用本方案的基體環(huán)境保護(hù)裝置，工件設(shè)置在工作臺上，采用移動平臺組件帶動工作臺上的氣氛保護(hù)組件及工件實現(xiàn)x方向和y方向上的位移運動，移動到預(yù)設(shè)位置后，激光熔覆組件可以根據(jù)距離的測量來進(jìn)行工件表面精準(zhǔn)的激光熔覆，即，在激光熔覆組件的作用下，能夠?qū)Υ鄹驳墓ぜM(jìn)行精準(zhǔn)定位，在激光熔覆頭和反射鏡片的共同作用下實現(xiàn)工件的激光熔覆，形成所需的熔池，氣動夾具組件將工件與工作臺固定夾緊，同時，氣氛保護(hù)組件能夠給待熔覆的工件提供安全的保護(hù)氣環(huán)境，確保低熔點、高活性材料工件的表面能夠順利進(jìn)行激光熔覆，防止熔覆過程中工件本身發(fā)生氧化反應(yīng)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為激光熔覆氣氛保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為激光熔覆組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為氣動夾具組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為移動平臺組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為氣氛保護(hù)組件正視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為氣氛保護(hù)組件后視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為氣氛保護(hù)組件局部剖視圖結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1－機(jī)架；2－激光熔覆組件；3－氣氛保護(hù)組件；4－氣動夾具組件；5－移動平臺組件；

201－z軸移動模組；202－反射鏡支架；203－反射鏡片；204－激光熔覆組件固定板；205－移動板；206－激光熔覆頭；207－定位件；208－滑軌組件；209－激光測距儀安裝架；210－激光測距儀；

301－容器主體；302－吹氣噴嘴；303－帶輪；304－皮帶；305－伺服電機(jī)；306－電機(jī)支架；307－主動齒輪；308－從動齒輪；309－氣缸連接板；310－第一氣缸；311－快插接頭；312－氣管；313－一分為二管接頭；314－氣體湍流腔；315－氣體層流腔；

401－止動氣缸；402－轉(zhuǎn)接卡件；403－鎖緊螺栓；404－導(dǎo)向桿；405－上壓板；406－彈簧；407－下壓板；

501－工作臺；502－安裝板；503－y方向移動模組；504－x方向移動模組。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面參考圖1－圖7詳細(xì)描述本實施例的氣氛保護(hù)組件及激光熔覆氣氛保護(hù)裝置的技術(shù)方案。

實施例一

如圖5－7所示，本實施例提供了氣氛保護(hù)組件3，包括容器主體301、吹氣噴嘴302、固定導(dǎo)桿、驅(qū)動組件、齒輪組件和動力組件，吹氣噴嘴302設(shè)置在容器主體301的第一側(cè)面上、驅(qū)動組件和齒輪組件設(shè)置在容器主體301的頂部，動力組件設(shè)置在容器主體301的第二側(cè)面和第三側(cè)面；多個固定導(dǎo)桿分別穿過容器主體301內(nèi)的不同的吹氣噴嘴302的中部，驅(qū)動組件通過齒輪組件驅(qū)動固定導(dǎo)桿進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動；動力組件帶動容器主體301進(jìn)行豎直方向的移動；容器主體301的第四側(cè)面設(shè)置有氣源入口，氣源由氣源入口進(jìn)入容器主體301，并由吹氣噴嘴302吹出，第一側(cè)面與第四側(cè)面相對設(shè)置。

優(yōu)選的，容器主體301內(nèi)設(shè)置有氣體層流腔315和氣體湍流腔314，氣體由氣體湍流腔314流入氣體層流腔315，其中，氣體湍流腔314的氣體由氣源處理器提供。

具體的，驅(qū)動組件包括伺服電機(jī)305和電機(jī)支架306，伺服電機(jī)305通過電機(jī)支架306與容器主體301固定連接。

優(yōu)選的，固定導(dǎo)桿設(shè)置在氣體層流腔315內(nèi)，固定導(dǎo)桿設(shè)置有一行，固定導(dǎo)桿上端設(shè)置有固定間隔同軸設(shè)置的兩個帶輪303，相鄰固定導(dǎo)桿上的帶輪303通過皮帶304交錯串聯(lián)。

優(yōu)選的，動力組件帶動齒輪組件傳動，齒輪組件帶動固定導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動，驅(qū)動氣體層流腔315的氣體流入氣體湍流腔314。

需要說明的是，動力組件包括第一氣缸310和氣缸連接板309，動力組件設(shè)置有兩組，第一氣缸310通過氣缸連接板309與容器主體301的第二側(cè)面、第三側(cè)面固定連接。

實際使用時，驅(qū)動組件通過帶動帶輪303轉(zhuǎn)動，進(jìn)而驅(qū)動固定導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動，之所以如圖6所示，帶輪303交錯設(shè)置是為了先后帶動相鄰兩個固定導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動，提高傳動的緊密度，使多個吹氣噴嘴302能夠等速轉(zhuǎn)動，并能夠以相同的速率吹出氣體。

具體的，齒輪組件包括主動齒輪307、從動齒輪308和驅(qū)動導(dǎo)桿，主動齒輪307與伺服電機(jī)305的轉(zhuǎn)軸固定連接，從動齒輪308與驅(qū)動導(dǎo)桿的上端固定連接，驅(qū)動導(dǎo)桿為距離伺服電機(jī)305最近的固定導(dǎo)桿，主動齒輪307與從動齒輪308嚙合連接。

需要指出的是，氣氛保護(hù)組件3包括容器主體301、吹氣噴嘴302、帶輪303、皮帶304、伺服電機(jī)305、電機(jī)支架306、主動齒輪307、從動齒輪308、氣缸連接板309、第一氣缸310、快插接頭311、氣管312、一分二管接頭組成，其中容器主體301、吹氣噴嘴302、第一氣缸310、快插接頭311、氣管312、一分二管接頭組成裝置用于實現(xiàn)氣流由湍流到層流過渡，吹氣噴嘴302、帶輪303、皮帶304、伺服電機(jī)305、電機(jī)支架306、主動齒輪307、從動齒輪308組成裝置用于實現(xiàn)吹氣噴嘴302吹氣方向的變動。

需要指出的是，固定導(dǎo)桿垂直穿過吹氣噴嘴302的中部，固定導(dǎo)桿上端以固定間距安裝了兩個帶輪303，并依次排開均勻設(shè)置在氣體層流腔315上部，相鄰固定導(dǎo)桿上的帶輪303通過皮帶304交錯串聯(lián)，伺服電機(jī)305通過電機(jī)支架306安裝在矩形容器上，伺服電機(jī)305轉(zhuǎn)軸安裝有主動齒輪307，與其配合裝配的從動齒輪308安裝在距離伺服電機(jī)305最近的固定導(dǎo)桿的上端，距離伺服電機(jī)305最近的固定導(dǎo)桿為驅(qū)動導(dǎo)桿，在伺服電機(jī)305驅(qū)動下，通過帶輪303和皮帶304之間的串接聯(lián)動，進(jìn)而驅(qū)動吹氣噴嘴302進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動。氣缸連接板309呈l形，一端安裝在第一氣缸310上，另一端安裝在矩形容器上，氣缸連接板309與第一氣缸310組成舉升裝置，共兩組，對稱固定在安裝架上，當(dāng)需要放置工件時，氣缸將矩形容器舉起，工件穿過矩形容器底部，并放置在工作臺上，同時氣動夾具組件將工件夾緊，矩形容器再復(fù)位。

如圖7所示，容器主體301由前后兩個腔體組成，左側(cè)腔體為氣體層流腔315，右側(cè)腔體為氣體湍流腔314，其中左右兩個腔體被中間開有密集小孔的隔板分開，且右側(cè)腔體被實體隔板均勻分割成八個小型腔體，每個小型腔體均安裝有快插接頭311，一分為二管接頭313通過氣管312與上下設(shè)置的快插接頭311連接，多組吹氣噴嘴302以等邊三角形的排布形式均勻設(shè)置在左側(cè)腔體上，固定導(dǎo)桿垂直穿過吹氣噴嘴302中部。

需要說明的是，本實施例的容器主體301為矩形容器，矩形容器的內(nèi)部空間為規(guī)則的四方結(jié)構(gòu)，可以均等設(shè)置兩個空間，實現(xiàn)氣流的順暢流動；本實施例的氣氛保護(hù)組件3主要應(yīng)用于激光熔覆氣氛保護(hù)裝置中，為工件的激光熔覆過程提供環(huán)繞的保護(hù)氣環(huán)境，即，現(xiàn)有使用的激光熔覆頭對工件進(jìn)行激光熔覆時，工件表面會形成熔池，當(dāng)熔覆頭離開時，由于工件低熔點、高活性、化學(xué)活性高的特性，高溫作用下極易與空氣中的氧、氮、氫等活性氣體發(fā)生劇烈反應(yīng)，并且隨著溫度的增高，其化學(xué)活性迅速增大，并在固態(tài)下能強(qiáng)烈地吸收各種氣體，吸收的氣體原子以間隙或置換形式固溶在晶格中，改變了材料原始晶格排列，并易于形成晶間化合物，使得涂層塑性和韌性急劇下降，嚴(yán)重惡化材料的綜合性能，因此，氣氛保護(hù)組件3能夠通過容器主體301向待熔覆的工件提供環(huán)繞的保護(hù)氣環(huán)境，即，驅(qū)動組件通過齒輪組件帶動固定導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動，固定導(dǎo)桿由于穿入吹氣噴嘴302中，進(jìn)而帶動吹氣噴嘴302進(jìn)行轉(zhuǎn)動，氣源處理器中的氣體進(jìn)入容器主體301后，隨著吹氣噴嘴302的轉(zhuǎn)動，從吹氣噴嘴302中多方向吹出，為待熔覆的工件提供環(huán)繞保護(hù)氣。

需要指出的是，本實施例的氣氛保護(hù)組件3共兩組，且對稱設(shè)置，綜合考慮氣動力學(xué)原理，通過將容器主體301結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，將其右側(cè)腔體即氣體湍流腔314均分為多個小腔體，確保進(jìn)氣分布均勻性，同時將左右腔體通過密集小孔的隔板分開，可實現(xiàn)將進(jìn)氣時的湍流變?yōu)閷恿?，同時考慮進(jìn)行激光熔覆時，需要進(jìn)行氣氛保護(hù)，且加工軌跡多為直線、曲線，因此將吹氣噴嘴302結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)加工過程中，吹氣噴嘴302實現(xiàn)時刻隨動。

采用本實施例的氣氛保護(hù)組件3，固定導(dǎo)桿垂直穿過吹氣噴嘴302的中部，伺服電機(jī)305帶動帶輪303轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動驅(qū)動導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動，然后通過相鄰帶輪303的設(shè)置關(guān)系，帶動相鄰的固定導(dǎo)桿轉(zhuǎn)動，，進(jìn)而驅(qū)動吹氣噴嘴302轉(zhuǎn)動，氣源處理器向容器主體301內(nèi)輸送氣體，氣體經(jīng)由氣體湍流腔314流入氣體層流腔315，再通過固定導(dǎo)桿的作用下，驅(qū)動吹氣噴嘴302轉(zhuǎn)動，吹氣噴嘴302一邊轉(zhuǎn)動一邊向外噴出氣體，使容器主體301的吹氣噴嘴302外形成保護(hù)氣環(huán)繞待熔覆的工件，為激光熔覆工序提供安全的作業(yè)環(huán)境，避免熔覆中吸附空氣中的不同成分。

實施例二

如圖1－7所示，本實施例提供了激光熔覆氣氛保護(hù)裝置，主要用于低熔點、高活性材料表面激光熔覆的熔池、基體氣氛保護(hù)裝置，包括上述實施例一的氣氛保護(hù)組件3，還包括機(jī)架1、激光熔覆組件2、氣動夾具組件4和移動平臺組件5，機(jī)架1的桌面上固定設(shè)置有移動平臺組件5，移動平臺組件5上設(shè)置有氣氛保護(hù)組件3和氣動夾具組件4，氣動夾具組件4設(shè)置在氣氛保護(hù)組件3的邊角處，用于將工件與工作臺501夾緊；氣氛保護(hù)組件3上方設(shè)置有激光熔覆組件2，激光熔覆組件2固定設(shè)置在機(jī)架1上；移動平臺組件5帶動氣氛保護(hù)組件3進(jìn)行x方向和y方向的位移運動。

需要說明的是，采用上述的氣氛環(huán)境保護(hù)裝置，激光熔覆組件2主要在測量距離后進(jìn)行精準(zhǔn)位置的熔覆；氣動夾具組件4主要用于確保工件能夠在工作臺501上被夾緊，防止工件在熔覆過程發(fā)生晃動；移動平臺組件5主要用于帶動氣氛保護(hù)組件3實現(xiàn)水平位移；氣氛保護(hù)組件3用于給待熔覆的工件提供環(huán)繞氣保護(hù)的環(huán)境。

優(yōu)選的，激光熔覆組件2包括z軸移動模組201、激光熔覆頭206和激光測距儀210；z軸移動模組201帶動激光熔覆頭206進(jìn)行豎直方向移動，激光測距儀210用于控制激光熔覆頭206的高度位置。

具體的，激光熔覆組件2還包括反射鏡支架202、反射鏡片203、激光熔覆組件固定板204、移動板205、定位件207、滑軌組件208和激光測距儀安裝架209；激光熔覆組件固定板204豎直固定設(shè)置在機(jī)架1上，滑軌組件208固定設(shè)置在激光熔覆組件固定板204上，移動板205設(shè)置在滑軌組件208上，并能夠在滑軌組件208上做豎直方向的位移運動；移動板205上通過定位件207固定設(shè)置有激光熔覆頭206，激光熔覆頭206豎直設(shè)置，激光熔覆組件固定板204上還固定設(shè)置有反射鏡支架202，反射鏡支架202上設(shè)置有反射鏡片203；z軸移動模組201固定設(shè)置在滑軌組件208的上方，激光測距儀安裝架209固定設(shè)置在移動板205上，激光測距儀安裝架209上固定設(shè)置有激光測距儀210。

需要指出的是，本實施例的激光熔覆組件2中設(shè)置有激光測距儀210，激光測距儀210能夠精準(zhǔn)測量激光熔覆頭206與待熔覆工件之間的距離，當(dāng)距離得當(dāng)后，通過激光熔覆頭206進(jìn)行工件熔覆；z軸移動模組201還能夠帶動激光熔覆頭206在豎直方向上調(diào)整位置。

優(yōu)選的，移動平臺組件5包括y方向移動模組503和x方向移動模組504，x方向移動模組504與y方向移動模組503垂直交錯放置，工件能夠在x方向移動模組504和y方向移動模組503的作用下，進(jìn)行x/y方向直線運動或插補(bǔ)運動。具體的，移動平臺組件5還包括工作臺501和安裝板502，y方向移動模組503上設(shè)置了安裝板502，工作臺501設(shè)置在安裝板502上方，并且與安裝板502固定連接。

需要說明的是，本實施例的移動平臺組件5能夠帶動工件進(jìn)行水平x方向和y方向的位移移動，與激光熔覆組件2的激光測距儀210共同配合使用，使工件調(diào)整在激光熔覆頭206的下方，為激光熔覆做充足準(zhǔn)備。

具體的，氣氛保護(hù)組件3設(shè)置有兩組，兩組氣氛保護(hù)組件3在工作臺501上相對設(shè)置，為待熔覆工件提供充足的保護(hù)氣環(huán)境。

需要說明的是，本實施例的激光熔覆氣氛保護(hù)裝置具體包括機(jī)架1、激光熔覆組件2、氣氛保護(hù)組件3、氣動夾具組件4和移動平臺組件5，激光熔覆組件2通過激光熔覆組件固定板204安裝在機(jī)架1上，激光熔覆組件2包括z軸移動模組201、反射鏡支架202、反射鏡片203、激光熔覆組件固定板204、移動板205、激光熔覆頭206、定位件207、滑軌組件208、激光測距儀安裝架209和激光測距儀210，待工件定位安裝完成，通過激光測距儀210進(jìn)行激光熔覆頭206與待加工件距離精確測量，并驅(qū)動激光熔覆頭206下移實現(xiàn)自動對焦；氣氛保護(hù)組件3包括上述實施例一的全部技術(shù)特征；氣動夾具組件4包括止動氣缸401、轉(zhuǎn)接卡件402、鎖緊螺栓403、導(dǎo)向桿404、上壓板405、彈簧406和下壓板407，止動氣缸401通過鎖緊螺栓403將轉(zhuǎn)接卡件402與上壓板405固定連接，下壓板407設(shè)置在上壓板405的下方，上壓板405與下壓板407之間兩側(cè)貫穿設(shè)置有導(dǎo)向桿404，同時在上壓板405與下壓板407之間的導(dǎo)向桿404外套設(shè)有彈簧406，用于將待加工工件固定在工作臺501上，將彈簧406設(shè)置在上壓板405與下壓板407之間起到緩沖作用；移動平臺組件5安裝在機(jī)架1上，用于實現(xiàn)激光熔覆時，工件進(jìn)行x/y方向直線運動或插補(bǔ)運動；能有效的進(jìn)行熔覆熔池與高活性基體的整體性保護(hù)與熔化、結(jié)晶凝固、固態(tài)相變及冷卻至室溫整個工藝階段的保護(hù)，可以有效保護(hù)因熔點低、化學(xué)活性高造成的基體氧化與雜質(zhì)污染，從保證低熔點、高活性材料在惰性氣體氛圍下的激光熔覆工藝的順利實施。

具體的，激光熔覆組件2通過激光熔覆組件固定板204安裝在機(jī)架1上，激光熔覆組件2包括z軸移動模組201、反射鏡支架202、反射鏡片203、激光熔覆組件固定板204、移動板205、激光熔覆頭206、定位件207、滑軌組件208、激光測距儀安裝架209和激光測距儀210組成，z軸移動模組201與滑軌組件208分別固定在激光熔覆組件固定板204兩側(cè)，移動板205的兩側(cè)安裝在z軸移動模組201與滑軌組件208上，反射鏡支架202通過螺紋配合安裝在激光熔覆組件固定板204上，反射鏡通過螺紋孔配合安裝在反射鏡支架202上，激光熔覆頭206通過定位件207安裝在移動板205中間，激光束經(jīng)反射鏡反射后垂直入射到激光熔覆頭206內(nèi)部聚焦鏡片上，激光測距儀210通過激光測距儀安裝架209固定在移動板205右側(cè)，調(diào)整激光測距儀210的裝配鎖緊螺母，使得其測量位置與激光熔覆頭206聚焦鏡片同一水平高度。

需要指出的是，本實施例的激光熔覆組件2，通過激光測距儀210測量熔覆頭與工件的垂直空間距離，并將信號迅速反饋至控制系統(tǒng)，并在z軸移動模組201的驅(qū)動下實現(xiàn)激光快速自動對焦，具備該功能也可實現(xiàn)對不同高度的工件進(jìn)行加工；在激光熔覆組件2的作用下，能夠?qū)Υ鄹驳墓ぜM(jìn)行精準(zhǔn)定位，在激光熔覆頭206和反射鏡片203的共同作用下實現(xiàn)工件的激光熔覆，形成所需的熔池。

優(yōu)選的，動力組件設(shè)置有兩組，兩組動力組件分別設(shè)置在容器主體301的第二側(cè)面和第三側(cè)面。實際使用時，在容器主體301兩側(cè)分別設(shè)置動力組件，兩組動力組件相互配合使用，能夠平穩(wěn)的將容器主體301抬起。

需要說明的是，氣動夾具組件4共四組，包括止動氣缸401、轉(zhuǎn)接卡件402、鎖緊螺栓403、導(dǎo)向桿404、上壓板405、彈簧406和下壓板407，分別固定在安裝板502四個頂角，用于將待加工工件固定在工作臺501上，同時將彈簧406設(shè)置在上壓板405與下壓板407之間起到緩沖作用；移動平臺組件5包括工作臺501、安裝板502、y方向移動模組503和x方向移動模組504，x方向移動模組504與y方向移動模組503垂直交錯放置，y方向移動模組503上設(shè)置了安裝板502，工作臺501通過調(diào)整螺栓固定在安裝板502，當(dāng)進(jìn)行激光熔覆時，工件可進(jìn)行x/y方向直線運動或插補(bǔ)運動。

本實施例的氣動夾具組件4能夠?qū)⒐ぜc工作臺501固定夾緊；本實施例的氣氛保護(hù)組件3共兩組，且對稱設(shè)置，綜合考慮氣動力學(xué)原理，通過將容器主體301結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，將其右側(cè)腔體即氣體湍流腔314均分為多個小腔體，確保進(jìn)氣分布均勻性，同時將左右腔體通過密集小孔的隔板分開，可實現(xiàn)將進(jìn)氣時的湍流變?yōu)閷恿鳎瑫r考慮進(jìn)行激光熔覆時，需要進(jìn)行氣氛保護(hù)，且加工軌跡多為直線或曲線，因此，將吹氣噴嘴302結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)加工過程中，吹氣噴嘴302實現(xiàn)時刻隨動；同時，氣氛保護(hù)組件3能夠給待熔覆的工件提供安全的保護(hù)氣環(huán)境，確保低熔點、高活性材料工件的表面能夠順利進(jìn)行激光熔覆，防止熔覆過程中工件本身發(fā)生氧化反應(yīng)；本實施例的激光熔覆組件2，通過激光測距儀210測量熔覆頭與工件的垂直空間距離，并將信號迅速反饋至控制系統(tǒng)，并在z軸移動模組201的驅(qū)動下實現(xiàn)激光快速自動對焦，具備該功能也可實現(xiàn)對不同高度的工件進(jìn)行加工；在激光熔覆組件2的作用下，能夠?qū)Υ鄹驳墓ぜM(jìn)行精準(zhǔn)定位，在激光熔覆頭206和反射鏡片203的共同作用下實現(xiàn)工件的激光熔覆，形成所需的熔池。在上述技術(shù)方案的實施中，能夠避免低熔點、高活性材料表面進(jìn)行激光熔覆時，由于其熔點低、化學(xué)活性高，高溫作用下與空氣中的氧、氮、氫等活性氣體發(fā)生劇烈反應(yīng)，即，為高活性材料工件的激光熔覆提供安全的熔覆環(huán)境。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。