超高速激光熔覆設(shè)備其主要由光纖激光發(fā)光器、送粉器、激光熔覆頭、氣體供應(yīng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人及高精度高速機(jī)床組成。光纖激光發(fā)生器為熔覆過程輸出穩(wěn)定的激光，提供所需熱量；送粉器控制粉末均勻輸送至激光熔覆熔池區(qū)域，提供填充材料；激光熔覆頭是整套裝備的核心部件部分，整合由光纖激光器輸入的激光和送粉器供給的粉末從而實(shí)現(xiàn)激光與粉末同軸輸出。氣體供應(yīng)系統(tǒng)為送粉提供動力，保證粉末連續(xù)穩(wěn)定送進(jìn)，以及為激光熔覆頭光路系統(tǒng)提供保護(hù)氣體，防止粉塵污染組合鏡片導(dǎo)致激光能量輸入受影響。工業(yè)機(jī)器人可搭載激光熔覆頭在空間自由移動，通過數(shù)控編程技術(shù)控制機(jī)器人，可提高激光熔覆的加工精度和柔性，滿足復(fù)雜平面加工的需求。高精度高速機(jī)床可夾持加工零件在空間位移，在數(shù)控編程系統(tǒng)的控制下，實(shí)現(xiàn)工件高速運(yùn)動和位置變換。

超高速激光熔覆兩大突出技術(shù)特點(diǎn)為高效率和高精度，主要依靠整套熔覆設(shè)備的運(yùn)動機(jī)構(gòu)保證。一方面，采用數(shù)控機(jī)床作為工件移動機(jī)構(gòu)，可以保證工件與熱源之間能夠高速移動，從而獲得較高的加工效率。另一個方面，激光束流的可達(dá)性和方向性好，從而保證了加工的精度。但是激光熔覆熱量輻射對于距離的變化非常敏感，激光熔覆頭到工件表面的距離變化直接決定了所制備涂層的質(zhì)量。尤其熔覆復(fù)雜曲面時，雖然普通數(shù)控機(jī)床的控制精度可以滿足加工精度的需求，但數(shù)控機(jī)床的編程操作不夠便利。為了進(jìn)一步簡化編程控制，可以采用編程數(shù)控機(jī)器人作為激光熔覆頭移動機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)柔性加工，提高加工精度，保證復(fù)雜工件涂層制備的質(zhì)量。

傳統(tǒng)激光熔覆，由于加工過程中大部分熱量被基體吸收而損失，同時加工速度較慢，容易導(dǎo)致粒子熔化不充分和氣孔夾雜等加工缺陷。因此，在激光加工完成后一般需要對涂層進(jìn)行激光重熔，以便消除涂層內(nèi)部產(chǎn)生的缺陷。

超高速激光熔覆熱量利用率高，制備的涂層內(nèi)部幾乎無孔洞、裂紋等缺陷，且表面光潔度好。因此，采用超高速激光熔覆技術(shù)制備的涂層可以直接進(jìn)行后續(xù)磨拋精加工，不必采用粗加工處理，材料利用率高，加工成本低，能夠滿足高端裝備表面強(qiáng)化和功能化等眾多需求，適合工程化推廣應(yīng)用。

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