[发明专利]一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆方法及系统

权利要求书

1.一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆方法，其特征在于：包括以下步骤：

对还原罐筒体进行预处理；

通过半导体激光光束熔化激光熔覆用的合金粉末在处理后的还原罐筒体上形成激光熔覆层；

对完成激光熔覆的还原罐筒体进行后续处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆方法，其特征在于：所述的对还原罐筒体进行预处理的步骤如下：

对还原罐筒体进行清洗确定基体上无污染物以及无杂质包覆，并除去基体表面氧化层；

对还原罐筒体进行表面探伤确定基体无裂纹和气孔缺陷。

3.根据权利要求1所述的一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆方法，其特征在于：通过半导体激光进行激光熔覆，其中熔覆工艺参数包括：激光功率5000～10000W，光斑直径3～6mm，离焦量-80～+80mm，送粉速度1～10g/s，扫描速度30～80mm/s。

4.根据权利要求1所述的一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆方法，其特征在于：所述的合金粉末通过软管置于激光熔覆头的送粉筒中，通过同步送粉进行激光熔覆。

5.根据权利要求4所述的一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆方法，其特征在于：所述的激光熔覆层的形成过程包括：

激光束扫描还原罐筒体通过同步送粉在基体上形成宽度为n的第1条激光熔覆带；

在所述第1条激光熔覆带的左侧或者右侧紧邻着通过激光束扫描形成宽度为n的第二条激光熔覆带；

重复以上步骤直到激光熔覆带完全包覆了整个还原罐筒体需要被激光熔覆的部分。

6.根据权利要求5所述的一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆方法，其特征在于：后一条激光熔覆带与前一条激光熔覆带宽度的位置关系为：后一条激光熔覆带紧邻前一条激光熔覆带并在覆盖前一条激光熔覆带宽度m的基础上形成后一条激光熔覆带。

7.根据权利要求6所述的一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆方法，其特征在于：每条激光熔覆带的宽度n等于激光光束光斑直径宽度；后一条激光熔覆带覆盖前一条激光熔覆带的宽度m与每条激光熔覆带宽度n的关系为：m＝n/10。

8.一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆系统，其特征在于：包括激光器系统、送粉机构、激光熔覆头、数控机床、电机和控制器；

激光器系统：通过光纤激光头与所述激光熔覆头连接，实现输出高功率激光光束；

送粉机构：通过软管将合金粉末输入到所述激光熔覆头中实现同步送粉的激光熔覆；

激光熔覆头：安装在数控机床的机床溜板上位于数控机床的正上方，通过实现同步送粉和激光光束输出对还原罐筒体进行激光熔覆；

数控机床：用于承载待激光熔覆的还原罐筒体，并安装有机床溜板；

电机：安装在所述数控机床上，实现带动还原罐筒体旋转和所述激光熔覆头移动；

控制器；与所述电机控制连接，实现控制所述电机旋转以及移动。

9.根据权利要求8所述的一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆系统，其特征在于：所述的电机包括旋转电机和步进电机；所述的旋转电机安装在所述数控机床上，实现带动待激光熔覆的还原罐筒体绕自身轴心旋转；所述的步进电机安装字所述数控机床上，并与所述机床溜板连接带动所述激光熔覆头向左或者向右移动形成激光熔覆带。

10.根据权利要求8所述的一种基于高功率半导体激光器的激光熔覆系统，其特征在于：所述的送粉机构包括送粉机、误差补偿性分粉器和送气泵；所述的误差补偿性分粉器通过软管与所述激光熔覆头的入粉端连通；所述的送粉机通过软管与所述误差补偿性分粉器连通；所述的送气泵输出端分别与所述激光熔覆头和所述误差补偿性分粉器的进气端连通。