一种基于激光对零件表面进行熔覆处理设备及方法

激光表面熔覆处理工艺技术历经二十余年的进步，伴随着高功率激光器、装备智能化控制和材料技术的不断升级和改进，已越来越多应用到工业零部件的强化和再制造中。激光表面熔覆处理技术可以在不改变金属零件表面金属成分的条件下提高零件表面的机械性能，大大提高该部位防腐耐蚀、耐磨、高温抗疲劳等性能。

目前激光表面熔覆处理存在诸多难点，主要存在的问题如下：

1、熔覆处理区域时其扫描路径轨迹需要通过数控系统G代码进行手动编程实现或通过数控类软件进行编程，手动编程过程复杂、易错，不适合复杂编程，如曲面编程，而数控类软件由于非激光表面熔覆专用软件，缺乏对热加工工艺的了解，尤其是路径规划、初始控制方面，存在很大的应用局限性，影响激光熔覆表面质量。

2、当熔覆处理区域为空间区域时，激光入射方向不能始终沿着空间曲线的法线方向，或曲线的法线方向与工件的重力方向不重合，造成激光光斑在工件表面发生散射现象，导致单位时间单位面积内的热输入不均匀现象，以及熔覆厚度不均匀现象。

3、激光光斑为矩形光斑时，矩形光斑在扫描平面曲线路径时，会造成光斑横截面变化，导致单位时间单位面积内的热输入不均匀现象，以及熔覆厚度不均匀现象。

根据上述问题，西安必盛激光科技有限公司发明了一种基于激光对零件表面进行熔覆处理设备及方法。该设备包括龙门架、激光器、底座、X向移动组件、Y向移动组件、Z向移动组件以及控制单元构成的加工设备，控制单元的路径规划程序模块用于对待处理工件熔覆区域的扫描路径进行规划，并生成数控程序模块所需的G代码；控制单元的数控程序模块利用路径规划模块提供的G代码，从而控制X向移动组件、Y向移动组件、Z向移动组件、旋转平台、俯仰旋转组件以及第二旋转平台动作，实现了对多种复杂工件表面的自动化熔覆处理，并且该设备结构简单，成本低，通用强性，易于实现自动化。