基于中頻交變磁場(chǎng)的定向洛倫茲力復(fù)合激光再制造裝置，包括激光頭和中頻交變磁場(chǎng)部；中頻交變磁場(chǎng)部包括多段磁路的空心磁芯部、用于改變磁極間隙的移動(dòng)部、以及卷繞于磁芯部的線圈部；空心磁芯部?jī)蓚€(gè)沿輸出管的徑向分別豎直對(duì)稱設(shè)置在輸出管左右兩側(cè)的空心磁芯；移動(dòng)部包括導(dǎo)軌和滾珠絲桿，滾珠絲桿上設(shè)有兩端旋向相反的螺紋，以調(diào)節(jié)兩個(gè)空心磁芯之間的間距；線圈部包括勵(lì)磁線圈、線圈支撐條和線圈外殼。本發(fā)明專利技術(shù)使磁極間隙可靈活調(diào)節(jié)，適用于不同大小形狀的零部件的激光熔覆。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝置體積重量小，零部件無需外加電流，即可在激光熔池內(nèi)產(chǎn)生定向洛倫茲力調(diào)節(jié)熔池流動(dòng)傳熱，且與激光器相固定，可實(shí)現(xiàn)同步耦合加工。可實(shí)現(xiàn)同步耦合加工。可實(shí)現(xiàn)同步耦合加工。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于中頻交變磁場(chǎng)的定向洛倫茲力復(fù)合激光再制造裝置
[0001]本專利技術(shù)涉及基于中頻交變磁場(chǎng)的定向洛倫茲力復(fù)合激光再制造裝置。
技術(shù)介紹
[0002]在激光熔覆過程中，可通過耦合電磁場(chǎng)，控制洛倫茲力的大小和方向?qū)崿F(xiàn)對(duì)熔池的控制，減少凝固組織內(nèi)部出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，細(xì)化組織晶粒，從而實(shí)現(xiàn)增材制造零部件的力學(xué)性能的提升。
[0003]浙江工業(yè)大學(xué)姚建華等人申報(bào)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?01721646620.8的中國(guó)專利公開了一種激光熔覆用磁場(chǎng)同步耦合模塊，該專利技術(shù)將磁場(chǎng)發(fā)生裝置集成在激光頭上，可確保電場(chǎng)與磁場(chǎng)的同步隨動(dòng)耦合，在激光熔覆區(qū)域形成穩(wěn)定的電磁復(fù)合場(chǎng)，但是該裝置的磁極間隙無法調(diào)整，無法適用于復(fù)雜零部件的激光熔覆。
[0004]浙江工業(yè)大學(xué)姚建華等人申報(bào)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410392196.3的中國(guó)專利公開了一種電—磁復(fù)合場(chǎng)協(xié)同激光熔覆的方法及裝置，該裝置采用兩側(cè)勵(lì)磁線圈提供磁場(chǎng)，低壓大電流電源提供電流，通過電磁復(fù)合在熔池中產(chǎn)生定向洛倫茲力，調(diào)控熔池，但是該磁場(chǎng)裝置體積大，且需要外加低壓大電流電源，在實(shí)際應(yīng)用過程中操作較為復(fù)雜。
[0005]青島理工大學(xué)陳龍等人申報(bào)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?01721453799.5的中國(guó)專利公開了一種自由配置的通用電、磁復(fù)合場(chǎng)激光熔覆輔助裝置，該裝置能夠產(chǎn)生不同類型的電磁場(chǎng)組合，能夠有效地控制熔覆層中金屬流體的對(duì)流情況，為在激光熔覆過程中制造優(yōu)良的熔覆層提供了條件，但是該裝置只能產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)或低頻的交變磁場(chǎng)，無法產(chǎn)生中高頻磁場(chǎng)，而單一低頻交變磁場(chǎng)無法在熔池內(nèi)部產(chǎn)生定向洛倫茲力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0006]為克服上述問題，本專利技術(shù)提供一種基于中頻交變磁場(chǎng)的定向洛倫茲力復(fù)合激光再制造裝置。
[0007]本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：基于中頻交變磁場(chǎng)的定向洛倫茲力復(fù)合激光再制造裝置，包括激光頭(1)和中頻交變磁場(chǎng)部；
[0008]所述激光頭(1)的上方設(shè)有用于與激光器相連的輸入管(101)，且輸入管(101)豎直向上延伸，激光頭(1)的下方連接有豎直向下延伸的輸出管(102)；
[0009]所述中頻交變磁場(chǎng)部包括水平設(shè)置的箱體(3)，輸出管(102)通過固定板(2)與箱體(3)相連，固定板(2)水平鋪設(shè)，輸出管(102)豎直向下貫穿固定板(2)和箱體(3)，箱體(3)頂部設(shè)有用于與固定板(2)連接的連接板；
[0010]所述箱體(3)內(nèi)設(shè)有多段磁路的空心磁芯部(6)和用于改變磁極間隙的移動(dòng)部(4)；空心磁芯部(6)包括兩個(gè)沿輸出管(102)的徑向分別豎直對(duì)稱設(shè)置在輸出管(102)左右兩側(cè)的空心磁芯(601、602)，空心磁芯(601、602)為L(zhǎng)形空心結(jié)構(gòu)體，且兩個(gè)空心磁芯(601、602)的朝向相對(duì)；箱體(3)的底面與空心磁芯(601、602)相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有沿水平方向延伸的長(zhǎng)槽，空心磁芯(601、602)豎直向下并穿過長(zhǎng)槽延伸至輸出管(102)的下方，兩個(gè)空心
磁芯(601、602)的下端開口分別插設(shè)有一個(gè)磁極頭(606、607)；空心磁芯(601、602)的后側(cè)水平設(shè)置有一個(gè)空心連接磁芯(603)，空心連接磁芯(603)的兩端分別通過絕緣固定塊(604、605)固定于箱體(3)內(nèi)，空心連接磁芯(603)的中部向后凸起形成用于避讓輸出管(102)的凸出部，空心連接磁芯(603)未凸起的部分與空心磁芯(601、602)相互接觸；
[0011]所述移動(dòng)部(4)包括水平設(shè)置在箱體(3)前側(cè)內(nèi)壁的導(dǎo)軌(401)，導(dǎo)軌(401)的長(zhǎng)度與箱體(3)底面長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度相適配；導(dǎo)軌(401)上滑動(dòng)連接有兩個(gè)滑塊(402、403)，滑塊(402、403)能沿導(dǎo)軌(401)直線移動(dòng)；兩個(gè)空心磁芯(601、602)的上端分別通過兩個(gè)磁芯絕緣固定塊(404、405)固定連接在滑塊(402、403)上；磁芯絕緣固定塊(404、405)大致呈U形結(jié)構(gòu)，空心磁芯(601、602)的上端設(shè)置在磁芯絕緣固定塊(404、405)的開口內(nèi)部，磁芯絕緣固定塊(404、405)的開口兩端向外翻折形成與滑塊(402、403)固定連接的支耳；導(dǎo)軌(401)的后側(cè)設(shè)有與導(dǎo)軌(401)平行的滾珠絲桿(406)，滾珠絲桿(406)上設(shè)有兩段旋向相反的螺紋，兩段旋向相反的螺紋段上均螺紋安裝有絲桿螺母(407、408)，每個(gè)絲桿螺母(407、408)配裝一個(gè)螺母座(409、410)；兩個(gè)螺母座(409、410)分別與絕緣固定塊(404、405)的后端固定連接；滾珠絲桿(406)的兩端分別通過支撐座(411、412)固定于箱體(3)上，且滾珠絲桿(406)的一端穿出箱體(3)連接有手輪(413)；通過手輪(413)轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲桿(406)，從而帶動(dòng)兩個(gè)空心磁芯(601、602)相互靠近或遠(yuǎn)離；
[0012]所述空心磁芯(601、602)露出箱體(3)外的部分設(shè)有線圈部(5)，線圈部(5)包括兩個(gè)勵(lì)磁線圈(501、502)、若干線圈支撐條(503)和兩個(gè)線圈外殼(504、505)；線圈支撐條(3)為不導(dǎo)磁材料制成，空心磁芯(601、602)豎直段的外壁上呈環(huán)形陣列設(shè)置有若干線圈支撐條(503)，相鄰線圈支撐條(503)之間留有空隙，若干線圈支撐條(503)的外表面所圍成的形狀為圓形；勵(lì)磁線圈(501、503)均勻卷繞于線圈支撐條(503)外并由絕緣膠帶固定，勵(lì)磁線圈(501、503)的外側(cè)安裝有線圈外殼(504、505)；
[0013]所述線圈外殼(504、505)呈圓柱筒狀，線圈外殼(504、505)的中部設(shè)有上下貫通的孔，所述孔的形狀與空心磁芯(601、602)豎直段的形狀相適配；線圈外殼(504、505)的底面設(shè)有進(jìn)氣口(507)，進(jìn)氣口(507)通過管路與高壓氣源相連通；線圈外殼(504、505)側(cè)壁的上部沿周向均布有多個(gè)出氣口(508)；線圈外殼(504、505)頂面設(shè)有線圈引出口(509)；
[0014]所述箱體(3)的前側(cè)面設(shè)有用于與磁場(chǎng)電源相連的兩個(gè)接線端口(7)，兩個(gè)勵(lì)磁線圈(501、502)的四個(gè)線圈接頭分別通過線圈引出口(509)引出，其中兩個(gè)線圈接頭相互連接，使兩個(gè)勵(lì)磁線圈(501、502)相串聯(lián)，另外兩個(gè)線圈接頭分別與對(duì)應(yīng)的接線端口(7)連接，兩個(gè)接線端口(7)與磁場(chǎng)電源兩極相連，磁場(chǎng)電源與接線端口(7)之間還串聯(lián)有電容串聯(lián)座形成RLC串聯(lián)電路，電容串聯(lián)座包括若干串聯(lián)的電容。
[0015]進(jìn)一步，所述勵(lì)磁線圈(501、502)采用漆包線或絲包線，漆包線、絲包線均由多股導(dǎo)線絞合并聯(lián)進(jìn)行繞制，所述多股導(dǎo)線的內(nèi)層采用圓形截面導(dǎo)線，多股導(dǎo)線的外層采用梯形截面導(dǎo)線復(fù)合絞合，且每股導(dǎo)線之間相互絕緣。
[0016]進(jìn)一步，所述固定板(2)的兩端分別連接有豎直向下的豎板，箱體(3)的頂面兩端分別設(shè)有朝向相背的L形連接板，連接板的豎直段與豎板相互貼合并通過螺栓固定連接。
[0017]進(jìn)一步，線圈外殼(504、505)沿同一軸向截面等分為左殼體和右殼體，左殼體和右殼體靠近截面的外壁面上分別設(shè)有連接件(506)，緊固件通過連接件(506)將左殼體和右殼體組成一個(gè)整體。<本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.基于中頻交變磁場(chǎng)的定向洛倫茲力復(fù)合激光再制造裝置，其特征在于：包括激光頭(1)和中頻交變磁場(chǎng)部；所述激光頭(1)的上方設(shè)有用于與激光器相連的輸入管(101)，且輸入管(101)豎直向上延伸，激光頭(1)的下方連接有豎直向下延伸的輸出管(102)；所述中頻交變磁場(chǎng)部包括水平設(shè)置的箱體(3)，輸出管(102)通過固定板(2)與箱體(3)相連，固定板(2)水平鋪設(shè)，輸出管(102)豎直向下貫穿固定板(2)和箱體(3)，箱體(3)頂部設(shè)有用于與固定板(2)連接的連接板；所述箱體(3)內(nèi)設(shè)有多段磁路的空心磁芯部(6)和用于改變磁極間隙的移動(dòng)部(4)；空心磁芯部(6)包括兩個(gè)沿輸出管(102)的徑向分別豎直對(duì)稱設(shè)置在輸出管(102)左右兩側(cè)的空心磁芯(601、602)，空心磁芯(601、602)為L(zhǎng)形空心結(jié)構(gòu)體，且兩個(gè)空心磁芯(601、602)的朝向相對(duì)；箱體(3)的底面與空心磁芯(601、602)相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有沿水平方向延伸的長(zhǎng)槽，空心磁芯(601、602)豎直向下并穿過長(zhǎng)槽延伸至輸出管(102)的下方，兩個(gè)空心磁芯(601、602)的下端開口分別插設(shè)有一個(gè)磁極頭(606、607)；空心磁芯(601、602)的后側(cè)水平設(shè)置有一個(gè)空心連接磁芯(603)，空心連接磁芯(603)的兩端分別通過絕緣固定塊(604、605)固定于箱體(3)內(nèi)，空心連接磁芯(603)的中部向后凸起形成用于避讓輸出管(102)的凸出部，空心連接磁芯(603)未凸起的部分與空心磁芯(601、602)相互接觸；所述移動(dòng)部(4)包括水平設(shè)置在箱體(3)前側(cè)內(nèi)壁的導(dǎo)軌(401)，導(dǎo)軌(401)的長(zhǎng)度與箱體(3)底面長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度相適配；導(dǎo)軌(401)上滑動(dòng)連接有兩個(gè)滑塊(402、403)，滑塊(402、403)能沿導(dǎo)軌(401)直線移動(dòng)；兩個(gè)空心磁芯(601、602)的上端分別通過兩個(gè)磁芯絕緣固定塊(404、405)固定連接在滑塊(402、403)上；磁芯絕緣固定塊(404、405)大致呈U形結(jié)構(gòu)，空心磁芯(601、602)的上端設(shè)置在磁芯絕緣固定塊(404、405)的開口內(nèi)部，磁芯絕緣固定塊(404、405)的開口兩端向外翻折形成與滑塊(402、403)固定連接的支耳；導(dǎo)軌(401)的后側(cè)設(shè)有與導(dǎo)軌(401)平行的滾珠絲桿(406)，滾珠絲桿(406)上設(shè)有兩段旋向相反的螺紋，兩段旋向相反的螺紋段上均螺紋安裝有絲桿螺母(407、408)，每個(gè)絲桿螺母(407、408)配裝一個(gè)螺母座(409、410)；兩個(gè)螺母座(409、410)分別與絕緣固定塊(404、405)的后端固定連接；滾珠絲桿(406)的兩端分別通過支撐座(411、412)固定于箱體(3)上，且滾珠絲桿(406)的一端穿出箱體(3)連接有手輪(413)；通過手輪(413)轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲桿(406...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚建華，王梁，婁復(fù)興，葛鴻浩，李波，張群莉，陳智君，姚喆赫，吳國(guó)龍，董剛，楊高林，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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