[发明专利]利用助燃气体在增加激光熔覆层高时避免开裂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用助燃气体在增加激光熔覆层高时避免开裂的方法，属于激光熔覆领域。

背景技术

在激光熔覆的工业应用中，为了保证镀层的厚度，以及为后期加工留出一定的余量，常常对熔覆层的高度有一定要求，即最小熔覆层高度的要求。

在实际生产中，为了提高熔覆层高度，常常采用加大激光输入功率的方法，利用更多的能量输入，使更多粉末被熔化在激光熔池中，待冷却之后，熔覆层的高度自然增加。

然而，采取加大激光输入功率的做法，会对熔覆层的质量造成很大危害，这是由激光光束本身的特性造成的。以光纤激光为例，激光中心部分的能量密度远远高于周围部分。因此，当在激光熔覆过程中加大激光功率，提高激光熔池的温度时，熔池中央的温度提升极大，是熔池其他部分温升的数倍，过大的温度差，将造成熔凝过程中的热裂纹现象。熔覆层厚度虽然得到了提高，但是由于温升不均匀，熔覆层中央交界部位产生了热裂纹，破坏了熔覆层质量，无法达到生产要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于激光熔覆的及冷却功能一体化的同轴喷头。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种利用助燃气体在增加激光熔覆层高时避免开裂的方法，在激光熔覆的保护气体中混入助燃气体，助燃气体与保护气体的气压一致，并从喷头中一同喷出，助燃气体占保护气体和助燃气体总量的5～15%。

进一步地，助燃气体和保护气体的气压为2～4个大气压。

更进一步地，助燃气体为乙炔。

更进一步地，保护气体为惰性气体，优选为氮气。

由于采用了上述技术方案，本发明利用助燃气体在增加激光熔覆层高时避免开裂的方法，通过在激光熔覆过程的保护气体中掺入微量的助燃气体，可提高粉末流场与熔覆工作场的温度200℃～400℃，熔化更多粉末；同时，使激光熔池各部分温升均匀，熔凝过程平缓，消除中央热裂纹现象。不但熔覆层的厚度提高将近一倍，而且熔覆层结构完好，无热裂纹现象发生。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实施例提供了一种利用助燃气体在增加激光熔覆层高时避免开裂的方法，在激光熔覆的保护气体中混入助燃气体，助燃气体与保护气体的气压一致，并从喷头中一同喷出，助燃气体占保护气体和助燃气体总量的5～15%。

助燃气体和保护气体的气压为2～4个大气压。

本实施例中的助燃气体采用乙炔，在实际应用中也可采用其他可燃气体。

保护气体优选使用氮气，不建议用氦气；使用氦气的话，第一不经济，第二影响升温效果。

助燃气体与保护气体先进行混合，再在进行激光熔覆时将混合后的气体通入喷头，并从喷头中喷出，也可以在进行激光熔覆时将助燃气体和保护气体分别通入喷头进行混合，再一同从喷头中喷出，或者也可以在进行激光熔覆时将助燃气体和保护气体分别通入喷头，再分别从喷头同时喷出后进行混合。

本发明利用助燃气体在增加激光熔覆层高时避免开裂的方法，能够在保证熔覆层质量的前提下，大幅度提高熔覆层厚度。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。