專(zhuān)利名稱(chēng)：高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法及所用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光熔覆技術(shù)，具體地說(shuō)是一種能在激光熔覆過(guò)程中通過(guò) 基體預(yù)熱器、相應(yīng)的硬件集成控制單元和軟件操作界面，實(shí)現(xiàn)基體在不同 預(yù)熱溫度下和激光熔覆過(guò)程中的均勻預(yù)熱和恒溫控制的高熱導(dǎo)率基體激光 熔覆的加工方法及所用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
激光熔覆始于20世紀(jì)70年代，是將熔覆材料預(yù)置在基體材料上，利 用激光的高能量作用，在基體材料表面制備耐磨涂層的技術(shù)。而現(xiàn)在激光 熔覆是指利用高功率密度激光束局部熔化基材表面形成熔池，同時(shí)添加金 屬合金粉末熔化凝固形成新的合金涂層，其特征是涂層與基材實(shí)現(xiàn)了牢固 的冶金結(jié)合，基材的可控少量熔化使其對(duì)熔覆材料的稀釋率很低，保證了 熔覆材料自身的成分與冶金體系，能達(dá)到極好的表面耐磨、耐腐蝕、抗熱 疲勞、抗高溫氧化等多種性能。
利用激光熔覆技術(shù)熔覆熱導(dǎo)率低的材料研究開(kāi)始得較早，而高熱導(dǎo)率 基材的激光熔覆研究則是最近才發(fā)展起來(lái)的。熱導(dǎo)率低的材料，在激光熔 覆時(shí)因其導(dǎo)熱慢、冷卻慢，所以在金屬粉末熔化凝固時(shí)，加工表面易與烙 覆粉末形成新的冶金涂層；而熱導(dǎo)率高的材料，因其導(dǎo)熱快加工表面很難 熔融，致使加工表面很難與熔覆粉末形成緊密結(jié)合的冶金涂層，實(shí)際加工 涂層與基材之間會(huì)產(chǎn)生很多氣孔，同時(shí)也容易脫落。為了減緩高熱導(dǎo)率的 基材在激光熔覆過(guò)程中對(duì)激光能量的快速傳導(dǎo)，在激光熔覆前對(duì)高熱導(dǎo)率 基材進(jìn)行預(yù)熱處理是很有必要的；同時(shí)為了保證熔覆后涂層性能的均勻性， 在激光熔覆過(guò)程中保持基材預(yù)熱溫度的穩(wěn)定性也很重要，因此需要建立一 套適用于高熱導(dǎo)率基材的激光熔覆恒溫控制系統(tǒng)，但目前尚未見(jiàn)合適的、 均勻預(yù)熱的恒溫控制系統(tǒng)的成功報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能有效減緩高熱導(dǎo)率基體在激光熔覆過(guò)程 中迅速傳導(dǎo)激光能量,實(shí)現(xiàn)加工表面與激光熔覆涂層之間形成高致密度冶金 結(jié)合的高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法及所用恒溫控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括
高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法包括熔覆步驟，為了防止高熱導(dǎo)率
4基體在激光熔覆過(guò)程中迅速冷卻，建立了一套均勻預(yù)熱的恒溫控制系統(tǒng)，對(duì)高熱導(dǎo)率材料在激光熔覆步驟前加入預(yù)熱步驟，且通過(guò)智能PID溫度控
制方式在激光熔覆過(guò)程中保持溫度的穩(wěn)定性；其恒溫溫度控制在600 700度范圍內(nèi)，加溫速率為20 35度/分；
其中所述PID溫度控制通過(guò)PID溫控器來(lái)設(shè)定基體預(yù)熱溫度并進(jìn)行控制得以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)檢測(cè)到基體的預(yù)熱溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，接通基體的加熱電源，對(duì)基體進(jìn)行均勻加熱；當(dāng)加熱溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，斷開(kāi)基體的加熱電源，形成對(duì)基體溫度的控制。
所述加工方法所用的恒溫控制系統(tǒng)，包括
—基體預(yù)熱器，為敞口箱體結(jié)構(gòu)，由加熱管、導(dǎo)熱板、耐火瓷板、保溫層和墊塊組成，耐火瓷板通過(guò)保溫層置于箱體內(nèi)壁，容置有預(yù)熱基體的導(dǎo)熱板通過(guò)墊塊置于耐火瓷板的底部表面，加熱管安裝在耐火瓷板和導(dǎo)熱
板之間的預(yù)留空隙里；
一溫控裝置，由溫控器、熱電偶和固體繼電器組成，熱電偶置于所述箱體內(nèi)部，并且緊貼預(yù)熱基體設(shè)置，用于將采集預(yù)熱基體的溫度信號(hào)送至溫控器實(shí)時(shí)顯示溫度值；通過(guò)固體繼電器將加熱管與電源相連接，通過(guò)溫控器控制固體繼電器的開(kāi)斷，來(lái)接通斷開(kāi)加熱管與電源的連接，從而反饋調(diào)節(jié)預(yù)熱溫度的高低；
還可以包括上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由溫度監(jiān)測(cè)程序和溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊兩部分組成，所述溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)插入所述箱體內(nèi)的熱電偶采集預(yù)熱基體溫度的模擬信號(hào)，將預(yù)熱基體溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送至存于上位機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)程序中，由溫度監(jiān)測(cè)程序控制信號(hào)的采集和接收過(guò)程，其運(yùn)行在線(xiàn)顯示預(yù)熱基體溫度的變化。
本發(fā)明所述保溫層為隔熱石棉材料。
所述加熱管為內(nèi)裝石英粉末的不銹鋼鋼管，由內(nèi)置加熱電阻絲、兩自由端的陶瓷隔熱頭和接電頭組成，加熱管在箱體內(nèi)呈立體"M"字形排布，并且加熱管彎折處互相正交；加熱電阻絲采用4Cr28Ni48W6或0Cr25Ni20Si2絲；陶瓷隔熱頭采用氧化鋁陶瓷材料；導(dǎo)熱板為倒置板凳結(jié)構(gòu)，采用紫銅材料；
所述溫度監(jiān)測(cè)程序的執(zhí)行同時(shí)進(jìn)行采集控制和顯示兩任務(wù)，其中采集控制過(guò)程步驟如下
步驟1)初始化，設(shè)置端口號(hào)、傳輸速度、數(shù)據(jù)類(lèi)型和自動(dòng)發(fā)送時(shí)間間隔；
步驟2)選擇溫度傳輸類(lèi)型，手動(dòng)發(fā)送或者自動(dòng)發(fā)送；步驟3)溫度數(shù)據(jù)接收和處理；采集顯示步驟在選擇接收數(shù)據(jù)的類(lèi)型后接收數(shù)據(jù)，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和處理，實(shí)時(shí)在線(xiàn)顯示溫度曲線(xiàn)。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)
1. 溫度場(chǎng)穩(wěn)定。為了防止高熱導(dǎo)率基體在激光熔覆過(guò)程中迅速冷卻，本發(fā)明建立了一套均勻預(yù)熱的恒溫控制系統(tǒng)，對(duì)高熱導(dǎo)率材料在激光熔覆步驟前加入預(yù)熱步驟，且通過(guò)智能PID溫度控制方式為高熱導(dǎo)率基體的激光熔覆提供了穩(wěn)定的溫度場(chǎng)。溫度場(chǎng)是反映加工過(guò)程條件的一個(gè)重要參數(shù)，穩(wěn)定的溫度場(chǎng)能夠保證成形零件的質(zhì)量及尺寸精度。利用本發(fā)明的恒溫控制系統(tǒng)給基體預(yù)熱，不但可以獲取與基體高致密結(jié)合的激光熔覆冶金涂層，而且可以保證激光熔覆過(guò)程中溫度場(chǎng)的穩(wěn)定性，從而獲得內(nèi)部組織性能均勻的涂層。
2. 自動(dòng)化程度高。本發(fā)明是以熱傳導(dǎo)理論和高熱導(dǎo)率基體的激光熔覆理論為依據(jù)，所采用的高熱導(dǎo)率基體激光熔覆恒溫控制系統(tǒng)，包括基體預(yù)熱器、溫控裝置、上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。溫控裝置的溫度控制采用單路設(shè)計(jì)，即智能PID控制，實(shí)現(xiàn)基板預(yù)熱溫度在常溫 900。C范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，控制
在600 700度范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定預(yù)熱過(guò)程?？刂七^(guò)程全自動(dòng)進(jìn)行，不需人為干預(yù)，通過(guò)上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)基板預(yù)熱溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和記錄，溫度監(jiān)測(cè)程序7具有參數(shù)設(shè)置，根據(jù)采集數(shù)據(jù)描繪并顯示曲線(xiàn)，自動(dòng)、手動(dòng)實(shí)時(shí)采集等功能。
3. 基體預(yù)熱均勻性好，控制精度高。本發(fā)明采用PID溫度控制方法，
使基體預(yù)熱過(guò)程反映速度快、精度高，可達(dá)到士o.orc;同時(shí)，利用導(dǎo)熱板
8置于電加熱管11上方，形成的溫度場(chǎng)均勻、穩(wěn)定，并為高熱導(dǎo)率基體的激光熔覆技術(shù)中存在的熔覆層多氣孔、易脫落等問(wèn)題提供了一個(gè)有效的解決途徑。


圖1是本發(fā)明恒溫控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1中基體預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2中加熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖2中導(dǎo)熱板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是溫度監(jiān)測(cè)程序流程圖。
圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例溫度監(jiān)測(cè)界面。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明高熱導(dǎo)率基體的激光熔覆加工方法，包括熔覆步驟，為了防止高熱導(dǎo)率的基體在激光熔覆過(guò)程中迅速冷卻，建立了一套均勻預(yù)熱的恒溫控制系統(tǒng)，對(duì)高熱導(dǎo)率材料在激光熔覆步驟前加入預(yù)熱步驟，且通過(guò)PID
控制在激光熔覆過(guò)程中保持溫度的穩(wěn)定性；其中恒溫控制溫度控制在600 700度范圍內(nèi)，加溫速率為20 35度/分(本實(shí)施例分別為600， 650， 680，700度，加溫速率分別為20、 25、 30、 35度/分)。
參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明中所用恒溫控制系統(tǒng)由基體預(yù)熱器l、溫控裝置2、上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3三個(gè)部分組成。基體預(yù)熱器1為一便于下一工序加工的敞口箱體結(jié)構(gòu)，箱體里設(shè)加熱管ll、導(dǎo)熱板8、耐火瓷板IO、保溫層13和墊塊12，由加熱管ll、導(dǎo)熱板8、耐火瓷板IO、保溫層13和墊塊12組成，耐火瓷板IO通過(guò)保溫層13置于箱體內(nèi)壁，容置有預(yù)熱基體的導(dǎo)熱板8通過(guò)墊塊12置于耐火瓷板10的底部表面，加熱管11安裝在耐火瓷板10和導(dǎo)熱板8之間的預(yù)留空隙里；保溫層13為隔熱石棉材料。溫控裝置2由溫控器4、熱電偶9和固體繼電器5組成，熱電偶9置于所述箱體內(nèi)部，并且緊貼預(yù)熱基體設(shè)置，用于將采集預(yù)熱基體的溫度信號(hào)送至溫控器4實(shí)時(shí)顯示溫度值；通過(guò)固體繼電器5將加熱管11與電源相連接，通過(guò)溫控器4控制固體繼電器5的開(kāi)斷，來(lái)接通斷開(kāi)加熱管11與電源的連接，從而反饋調(diào)節(jié)預(yù)熱溫度的高低；上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3由溫度監(jiān)測(cè)程序7和溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊6兩部分組成。 一方面溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊6通過(guò)熱電偶9采集基體溫度信號(hào)，并將基體溫度信號(hào)送至存有溫度監(jiān)測(cè)程序7的上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3;另一方面溫控器4通過(guò)控制固體繼電器5與加熱管11電源導(dǎo)通，來(lái)控制加熱管ll的工作。所述溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊6通過(guò)插入所述箱體內(nèi)的熱電偶9采集預(yù)熱基體溫度的模擬信號(hào)，將預(yù)熱基體溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；送至存于上位機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)程序7中，由溫度監(jiān)測(cè)程序7控制信號(hào)的采集和接收過(guò)程，其運(yùn)行在線(xiàn)顯示預(yù)熱基體溫度的變化。
在工作過(guò)程中，作為預(yù)熱基體的加工材料首先被放置在基體預(yù)熱器1的導(dǎo)熱板8上進(jìn)行加熱。如果不需要記錄預(yù)熱基體預(yù)熱溫度的變化曲線(xiàn)，可以直接采用智能PID溫控器4來(lái)設(shè)定基體預(yù)熱溫度并進(jìn)行控制當(dāng)智能PID溫控器4通過(guò)熱電偶9檢測(cè)到基體的預(yù)熱溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，智能PID溫控器4向固態(tài)繼電器5輸出控制信號(hào)，由固態(tài)繼電器5的輸出信號(hào)接通加熱管ll (不銹鋼電加熱管)的電源，從而對(duì)導(dǎo)熱板8進(jìn)行均勻加熱；當(dāng)導(dǎo)熱板8的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，智能PID溫控器4斷開(kāi)固態(tài)繼電器5，固態(tài)繼電器5又?jǐn)嚅_(kāi)加熱管11的電源，從而停止對(duì)導(dǎo)熱板8加熱，形成對(duì)基體預(yù)熱器1溫度的控制。如果要觀察和記錄基體預(yù)熱溫度隨時(shí)間的變化，則將熱電偶9檢測(cè)到的溫度信號(hào)直接通過(guò)溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊6采集到上位機(jī)中，然后通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)程序7的人機(jī)交互界面進(jìn)行顯示。
參見(jiàn)圖3，加熱管11為內(nèi)裝石英粉末的不銹鋼鋼管，由內(nèi)置加熱電阻絲15、兩自由端的陶瓷隔熱頭17和接電頭18組成；加熱管11在箱體內(nèi)呈立體"M"字形排布，并且加熱管ll彎折處都互相正交；加熱器ll采用不銹
鋼無(wú)縫鋼管；加熱電阻絲15采用4Cr28Ni48W6或0Cr25Ni20Si2絲；陶瓷隔熱頭17采用氧化鋁陶瓷。
加熱管11的工作情況直接決定預(yù)熱系統(tǒng)的量程，從而影響基體和材料的激光熔覆。加熱管11要能把待加工材料加熱到常溫 90(TC。因此存儲(chǔ)石英砂16的管狀容器采用耐高溫、變形小的材料，還要防止其開(kāi)裂，所以本實(shí)施例管狀容器的材料選用無(wú)縫鋼管。
加熱電阻絲15為4Cr28Ni48W6或0Cr25Ni20Si2絲，適用于工業(yè)中各種高溫高強(qiáng)度、高溫耐磨環(huán)境，具有優(yōu)良抗氧化及腐蝕性能同時(shí)，具有極高的高溫強(qiáng)度(900 1200°C)。
所述石英砂16選用耐高溫石英砂，按重量百分比計(jì)，其化學(xué)成分包括95 98%二氧化硅，0.08 0.03%三氧化二鐵(為市購(gòu)產(chǎn)品，本實(shí)施例采用漳州開(kāi)發(fā)區(qū)熾昌砂業(yè)有限公司生產(chǎn)的70目-100目耐高溫石英砂)，密度為2.66 (g/cm3)，熔點(diǎn)為1750°C，莫氏硬度為7。
參見(jiàn)圖4，所述導(dǎo)熱板8為倒置板凳式結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例設(shè)有兩個(gè)加熱管11;每一加熱管ll的一個(gè)自由端置于凳腿外側(cè)，另一個(gè)自由端置于凳面下方，兩個(gè)加熱管11的另一端在箱體內(nèi)呈立體"M"字形一體排布，并且加熱管11 "M"字形彎折處互相正交。導(dǎo)熱板8的工作原理是把加熱管11發(fā)出的熱量均勻的傳導(dǎo)給待加工零件。因此采用快速升溫、熱容量大的材料的導(dǎo)熱板8，本發(fā)明采用紫銅材料的導(dǎo)熱板8。由于紫銅的導(dǎo)熱性能優(yōu)異，可以滿(mǎn)足快速升溫的需要。同時(shí)， 一定厚度紫銅板的熱容量很大，這樣既可以讓基體受熱更均勻，還可以降低預(yù)熱溫度變化的速率，減少加熱管11的啟動(dòng)頻率，增加加熱器11的使用壽命。
本發(fā)明的溫度控制采用單路控制方式，也是最常用的控制方式。所述溫控器4采用以單片機(jī)為控制核心的智能PID控制器，將監(jiān)測(cè)的預(yù)熱溫度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在控制回路中通過(guò)控制固體繼電器5與加熱管11電源的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)基板預(yù)熱溫度在室溫 卯(TC之間連續(xù)可調(diào)，精度可以達(dá)到士0.0rC。智能PID溫控器4通過(guò)直流電源供電。本實(shí)施例采用的溫控器4為OMRON的E5AR型號(hào)數(shù)字調(diào)節(jié)儀，采樣時(shí)間可達(dá)50ms，分辨率可達(dá)0.01°C;采用的固體繼電器5為OMRON的G3NB—240B—UTU型號(hào)，安全性極高;采用的熱電偶15為鎧裝K型熱電偶，溫度測(cè)量范圍為0T: 1300 。C。
所述的溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊6，本實(shí)施例采用研華的ADAM-4018和ADAM-4520模塊。ADAM-4018模塊是8路熱電偶輸入模塊，16位采樣，精度大于0.1%，采樣速率大于10HZ/S，6路差分輸入，2路單端輸入，可接J、K、E、T、R、S等類(lèi)型的熱電偶；ADAM-4520模塊是帶隔離的RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊，具有隔離500VDC的能力，傳輸速率1200BIT 38.4KBIT/S。
參見(jiàn)圖1和圖5，上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3由溫度監(jiān)測(cè)程序7和溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊6兩部分組成。溫度監(jiān)測(cè)程序7是基于VC++6.0中的MSComm通信控件開(kāi)發(fā)的，具有參數(shù)設(shè)置功能，并可根據(jù)采集數(shù)據(jù)描繪并顯示曲線(xiàn)，自動(dòng)、手動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行溫度采集，并對(duì)基體預(yù)熱器1的預(yù)熱溫度監(jiān)測(cè)、記錄和顯示。具體流程如下所述溫度監(jiān)測(cè)程序的執(zhí)行同時(shí)進(jìn)行采集控制和顯示兩任務(wù)，其中采集控制過(guò)程步驟如下
步驟1)初始化，設(shè)置端口號(hào)、傳輸速度、奇偶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位、停止位、自動(dòng)發(fā)送間隔時(shí)間(可使用缺省值)；
步驟2)選擇溫度傳輸類(lèi)型，手動(dòng)發(fā)送或者自動(dòng)發(fā)送；
步驟3)溫度數(shù)據(jù)接收和處理；
采集顯示步驟在選擇接收數(shù)據(jù)的類(lèi)型后接收數(shù)據(jù)，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和處理，實(shí)時(shí)在線(xiàn)顯示溫度曲線(xiàn)(所處理的數(shù)據(jù)可以通過(guò)人機(jī)交互界面進(jìn)行顯示，參見(jiàn)圖6)。
本發(fā)明恒溫預(yù)熱系統(tǒng)裝置的主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)
外型尺寸1400mmx230mmx330mm (大小根據(jù)需要加工)
溫度調(diào)節(jié)范圍室溫 卯0。C
溫度調(diào)節(jié)增量士o.rc
消耗功率最大6KW
溫度穩(wěn)定性士10。C
采樣速率210HZ/S。
權(quán)利要求
1. 一種高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法，包括熔覆步驟，其特征在于為了防止高熱導(dǎo)率基體在激光熔覆過(guò)程中迅速冷卻，建立了一套均勻預(yù)熱的恒溫控制系統(tǒng)，對(duì)高熱導(dǎo)率材料在激光熔覆步驟前加入預(yù)熱步驟，且通過(guò)智能PID溫度控制方式在激光熔覆過(guò)程中保持溫度的穩(wěn)定性；其恒溫溫度控制在600～700度范圍內(nèi)，加溫速率為20～35度/分。
2. 按照權(quán)利要求1所述高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法，其特征在于:所述PID溫度控制通過(guò)溫控器來(lái)設(shè)定基體預(yù)熱溫度并進(jìn)行控制得以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)檢測(cè)到基體的預(yù)熱溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，接通基體的加熱電源，對(duì)基體進(jìn)行均勻加熱；當(dāng)加熱溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，斷開(kāi)基體的 加熱電源，形成對(duì)基體溫度的控制。
3. 按照權(quán)利要求1所述高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法所用的恒溫控 制系統(tǒng)，其特征在于包括—基體預(yù)熱器(1)，為敞口箱體結(jié)構(gòu)，由加熱管(11)、導(dǎo)熱板(8)、 耐火瓷板(10)、保溫層(13)和墊塊(12)組成，耐火瓷板(10)通過(guò)保 溫層(13)置于箱體內(nèi)壁，容置有預(yù)熱基體的導(dǎo)熱板(8)通過(guò)墊塊(12) 置于耐火瓷板(10)的底部表面，加熱管(11)安裝在耐火瓷板(10)和 導(dǎo)熱板(8)之間的預(yù)留空隙里；一溫控裝置(2)，由溫控器(4)、熱電偶(9)和固體繼電器(5)組 成，熱電偶(9)置于所述箱體內(nèi)部，并且緊貼預(yù)熱基體設(shè)置，用于將采集 到的預(yù)熱基體溫度信號(hào)送至溫控器(4)，并實(shí)時(shí)顯示溫度值；通過(guò)固體繼 電器(5)將加熱管(11)與電源相連接，通過(guò)溫控器(4)控制固體繼電 器(5)的開(kāi)斷，來(lái)接通斷開(kāi)加熱管(11)與電源的連接，從而反饋調(diào)節(jié)預(yù) 熱溫度的高低。
4. 按照權(quán)利要求3所述高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法所用的恒溫控 制系統(tǒng)，其特征在于還包括上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(3)，由溫度監(jiān)測(cè)程序(7) 和溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊(6)兩部分組成，所述溫度輸入轉(zhuǎn)換模塊(6)通過(guò) 插入所述箱體內(nèi)的熱電偶(9)采集預(yù)熱基體溫度的模擬信號(hào)，并將預(yù)熱基 體溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送至存于上位機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)程序(7)中， 由溫度監(jiān)測(cè)程序(7)控制信號(hào)的采集和接收過(guò)程，其運(yùn)行在線(xiàn)顯示預(yù)熱基 體溫度的變化。
5. 按照權(quán)利要求3所述高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法所用的恒溫控 制系統(tǒng)，其特征在于保溫層(13)為隔熱石棉材料。
6. 按照權(quán)利要求3所述高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法所用的恒溫控 制系統(tǒng)，其特征在于加熱管為內(nèi)裝石英粉末的不銹鋼鋼管(14)，由內(nèi)置加熱電阻絲(15)、兩自由端的陶瓷隔熱頭(17)和接電頭(18)組成，加 熱管(11)在箱體內(nèi)呈立體"M"字形排布，并且加熱管(11)彎折處互相 正交。
7. 按照權(quán)利要求6所述高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法所用的恒溫控 制系統(tǒng)，其特征在于加熱電阻絲(15)采用4Cr28Ni48W6或0Cr25M20Si2 絲；陶瓷隔熱頭(17)采用氧化鋁陶瓷材料。
8. 按照權(quán)利要求3所述高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法所用的恒溫控 制系統(tǒng)，其特征在于導(dǎo)熱板(8)為倒置板凳結(jié)構(gòu)，采用紫銅材料。
9. 按照權(quán)利要求3所述高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法所用的恒溫控 制系統(tǒng)，其特征在于所述溫度監(jiān)測(cè)程序的執(zhí)行同時(shí)進(jìn)行采集控制和顯示 兩任務(wù)，其中采集控制過(guò)程步驟如下步驟l)初始化，設(shè)置端口號(hào)、傳輸速度、數(shù)據(jù)類(lèi)型和自動(dòng)發(fā)送時(shí)間 間隔；步驟2)選擇溫度傳輸類(lèi)型，手動(dòng)發(fā)送或者自動(dòng)發(fā)送； 步驟3)溫度數(shù)據(jù)接收和處理；采集顯示步驟在選擇接收數(shù)據(jù)的類(lèi)型后接收數(shù)據(jù)，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行 接收和處理，實(shí)時(shí)在線(xiàn)顯示溫度曲線(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光熔覆技術(shù)，具體是一種高熱導(dǎo)率基體激光熔覆加工方法及所用系統(tǒng)，為了防止高熱導(dǎo)率基體在激光熔覆過(guò)程中迅速冷卻，本發(fā)明建立了一套均勻預(yù)熱的恒溫控制系統(tǒng)，對(duì)高熱導(dǎo)率材料在激光熔覆步驟前加入預(yù)熱步驟，且通過(guò)智能PID溫度控制方式在激光熔覆過(guò)程中保持溫度的穩(wěn)定性。所用恒溫控制系統(tǒng)由基體預(yù)熱器、溫控裝置和上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。基體預(yù)熱器為箱體結(jié)構(gòu)，由加熱管、導(dǎo)熱板、耐火瓷板、保溫層和墊塊構(gòu)成。溫控裝置由溫控器、固體繼電器和熱電偶組成。本發(fā)明可以連續(xù)調(diào)節(jié)預(yù)熱溫度的范圍在常溫～900℃之間，能實(shí)現(xiàn)溫度曲線(xiàn)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)顯示，基體預(yù)熱均勻性好，控制精度高，自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)C23C24/10GK101469424SQ200710159310
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者劉偉軍, 飛 邢 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司