CN104726817B - 一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂的方法及装置，涉及零件加工再制造技术领域。该喷涂方法首先利用电极产生的高温电弧加热熔化涂层材料的喷涂丝成熔滴脱落，熔滴被雾化气体雾化成微滴流，然后由激光脉冲束辐照于微滴流表面上，表面一部分微滴吸收激光能量，瞬间气化和电离形成高压等离子体，高压等离子体继续吸收激光能量膨胀爆炸形成GPa量级的高压冲击波，高压冲击波驱动着微粒流高速喷射到工件表面形成涂层。喷涂装置包括激光发生器、导光分光系统、电弧制液系统、工件夹具系统、回收系统以及控制系统。本发明能够实现高速高效喷涂，涂层与基体的结合强度好，涂层的致密度高、空隙率低，具有较高抗热疲劳和机械疲劳的性能。

Description

一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂的方法及装置

技术领域：

本发明涉及零件加工再制造技术领域，尤其涉及一种利用激光诱导的冲击波助推微粒高速撞向工件，在其表面形成涂层的方法及装置，特别适用于定向、长距离的高速喷涂。

背景技术：

随着科学技术的发展，人们提出了许多推动物体前进的方法，如激光推进、电磁场推进、核反应推进等。其中激光推进方式在许多性能指标上优于其它方式，而且在技术上又比较容易实现。激光推进有两种模式：一种为“大气呼吸模式”；另外一种为“烧蚀模式”。大气呼吸模式是指激光脉冲经光学系统击穿大气中的空气产生等离子爆炸气团，推动物体前进。烧蚀模式是指激光烧蚀材料表面而产生高压等离子体为推动力，推动物体前进。如1997年，美国宇航局和美国空军在新墨西哥州的沙漠里进行了激光推进火箭飞行联合实验。其利用高强度的激光辐照推进剂产生瞬态的高温高压高密度等离子体，等离子体迅速膨胀，推动火箭模型上升20米。中国专利CN102513696A提出利用激光辐照在飞片表面上，飞片被激光烧蚀而产生GPa量级冲击波，而高压冲击波驱动残余飞片撞向弹性软膜，弹性软模将形变力作用在靶材工件上，使靶材工件发生塑性变形。目前，脉冲激光辐照在材料表面诱导的高压冲击波在材料加工中已得到广泛的应用，如利用激光驱动冲击波直接对材料进行冲击加载，实现零件表面强化和薄板成形等。

用外力驱动熔融的粒子涂覆于基体表面的喷涂技术已得到一定的应用，如火焰喷涂、超音速喷涂等。它可以在零件表面制造一个特殊的新的工作表面，其涂覆层材料的成分可以与母体完全不同，机械性能优于母体，以实现对零件预保护，从而延长其使用寿命，充分发挥机械产品的经济效益。已有的研究结果和工程实践表明，涂层质量与喷涂工艺、喷涂粉末粒度、喷涂距离等因素有关，尤其是喷涂物质粒子喷涂到基体的速度对涂层的性能影响最大。粒子喷涂到工件表面的速度越大，对基体的撞击作用越强，粒子变形越充分，从而增大涂层与基体的结合强度，降低涂层孔隙率。同时粒子的飞行速度越高，涂层的残余压应力越大，这是由于基体表面的压应变与喷涂颗粒的飞行速度成正比。

用冲击波来驱动粒子的爆炸喷涂已开始得到应用，它是以爆炸瞬间释放的热能将喷涂材料加热熔融，并使其沉积到工件表面形成涂层的工艺方法。常用爆炸喷涂时所使用的气体压力分别为：O₂：0.1-0.2MPa，C₂H₂：0.05-0.1MPa，N₂:0.02-0.06MPa，这些气体混合物所得到的爆轰波压力值在几MPa到几十MPa范围内。与火焰喷涂、等离子喷涂等喷涂技术相比，粒子的喷射速度已经得到很大的提高，能够达到760-1200m/s，因此涂层质量有了较大的改善：与基体的结合强度较高、涂层致密度高、空隙率较低。该技术已开始应用于航空航天及核工业等领域。但该技术存在爆炸的参数难以控制，安全性差，噪声大等不足，需要在专用隔音室中进行，而且由于间歇性操作，导致喷涂效率低。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂的方法及装置。本发明所提供的一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂方法具体步骤如下：

(1)首先利用上下对称设置的电极27之间产生的高温电弧加热熔化作为喷涂材料的喷涂丝26成熔滴脱落，脱落的熔滴被雾化气体雾化成微滴流30，并在所述雾化气体推动下，所述微滴流30低速飞行离开电弧区。

(2)由激光发生器1发出脉宽为ns量级、单脉冲的能量为2-100J、功率密度为GW/cm²量级的主激光脉冲束2，所述主激光脉冲束2经导光分光系统被分成四束光学特征完全相同的分激光脉冲束：第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11，所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11同时辐照于所述微滴流30表面上，所述微滴流30的外侧部分吸收激光能量，瞬间气化和电离，形成高压等离子体29，所述高压等离子体29继续吸收激光能量膨胀爆炸形成GPa量级的高压冲击波，所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11均与水平轴线呈一定角度，在微滴流30表面产生冲击波的压力场相互叠加，使沿着水平轴线方向的压力最大；所述高压冲击波将所述微滴流30再次雾化成更为细小的微粒流，使所述微粒流以近似直线的形式高速喷射到工件32表面，在所述工件32表面凝固、堆积而形成高致密度和高结合强度的涂层31。

(3)当喷涂的涂层厚度较厚时，需在某一位置重复实施多次喷涂，直至厚度满足要求为止；多次喷涂时，由计算机37再次发出指令，通过控制器38控制所述激光发生器1发出主激光脉冲束2的脉冲个数及相邻脉冲的时间间隔，所述主激光脉冲束2的脉冲个数决定了喷涂的次数，相邻的主激光脉冲束2时间间隔由所述喷涂丝26形成金属熔滴的时间决定。

(4)当工件32需要大面积喷涂和对形状不规则的零件喷涂时，将五轴工作台34上下、左右移动和转动，改变所述工件32的位置，在新的位置上进行喷涂，渐进完成大面积和对特殊形状的喷涂，直至所述工件32表面达到要求为止。

(5)喷涂完毕后，先关闭电源21和停止通入雾化气体，待所述工件32冷却后，再打开喷射室28的活动窗口将工件取出。

在喷涂的同时，第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11的部分激光脉冲束辐照在已沉积的涂层31坯上，并在其表面气化、电离产生高压冲击波，使已沉积的涂层31坯表层材料在短时间内发生塑性变形，并诱导产生高幅残余压应力场，实现了一边喷涂，一边冲击压制，得到的涂层31不仅与工件32的结合强度好、孔隙率低，而且在整个厚度方向上都分布着残余压应力，从而大幅度提高涂层31的抗疲劳能力。

本发明所提供的一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂装置包括激光发生器1、导光分光系统、电弧制液系统、工件夹具系统、回收系统以及控制系统。

所述导光分光系统包括第一分光镜3、第二分光镜4、第三分光镜5、第一全反镜6、第二全反镜7、第三全反镜12、第四全反镜13、第五全反镜14、第六全反镜15、第一聚焦透镜16、第二聚焦透镜17、第三聚焦透镜18、第四聚焦透镜19；所述主激光脉冲束2经过所述第一分光镜3、第二分光镜4、第三分光镜5以及所述第一全反镜6、第二全反镜7、第三全反镜12、第四全反镜13、第五全反镜14、第六全反镜15后被分成四束完全相同的所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11，所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11的能量分别为入射的所述主激光脉冲束2的四分之一，所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11的其它参数与所述主激光脉冲束2完全相同；所述第三全反镜12以及第六全反镜15分别位于空间的上下两侧，所述第四全反镜13以及第五全反镜14分别位于空间的前后两侧，所述第一分光镜3、第二分光镜4、第三分光镜5的角度可调；所述第一分激光脉冲束8以及第四分激光脉冲束11分别经所述第三全反镜12以及第六全反镜15后，分别发生斜向下和向上偏转，所述第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10分别经所述第四全反镜13以及第五全反镜14后，分别发生斜向前和向后偏转；所述第三全反镜12、第四全反镜13、第五全反镜14、第六全反镜15的位置可调，并可以通过改变其倾斜的角度来调整所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11发生偏转的角度，以保证所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11分别经所述第一聚焦透镜16、第二聚焦透镜17、第三聚焦透镜18、第四聚焦透镜19能同时聚焦于喷涂区的微滴流上；所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11经过所述第三全反镜12、第四全反镜13、第五全反镜14、第六全反镜15后均与水平轴线呈5°-15°角。所述第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11在微滴流表面分别诱导产生激光冲击波，产生的四个压力场相互叠加，使沿着水平轴线方向的压力最大，推动微粒流30以近似直线方式向外喷射。

所述电弧制液系统包括进气管20、电源21、电动机22、减速器23、滚轮24、丝盘25、喷涂丝26以及电极27；利用控制器38分别控制位于上下两侧的电动机22带动减速器23和滚轮24转动，将喷涂丝26连续均匀的送进电极27内；所述喷涂丝26的直径为0.8-2mm，所述喷涂丝26卷绕在上下对称设置的所述丝盘25上，所述喷涂丝26在所述滚轮24的推动下同步穿过所述电极27；所述电极27通过导线与电源21电连接，所述电极27的角度保持在30°-60°之间，电极27的电弧工作电压为15-25V，电弧工作电流为100-300A；所述进气管20放置在所述电极27中间并对着喷涂区，所述雾化气体的压力为0.05-0.1MPa。

所述工件夹具系统包括喷射室28、工件32、夹具33、五轴工作台34；所述工件32固定在所述夹具33上，所述夹具33固定在所述五轴工作台34上，所述五轴工作台34能够上下、左右移动和转动，所述五轴工作台34放置在喷射室28的内部，所述喷射室28带有活动窗口。

所述回收系统包括喷射室28、回收器35、回收槽36；所述回收器35安装在所述喷射室28的右侧，用来回收游离在所述喷射室28内的一些粒子或金属烟尘，避免污染环境，所述回收槽36放置在所述喷射室28的底部，用于回收在喷涂过程中由于尺寸较大和飞行速度较低在其自身重力作用下而落下的粒子。

所述控制系统包括计算机37和控制器38，控制信息由所述计算机37输入传递给所述控制器38，所述控制器38通过数据线分别连接所述激光发生器1、电动机22以及五轴工作台34，用于控制激光发生器1发出的主激光脉冲束2的参数和脉冲数，控制电动机22的转速以控制送丝的速度，控制五轴工作台34的移动和转动及工件32的位置。

本发明利用脉宽为ns量级、单脉冲的能量为2-100J、功率密度为GW/cm²量级的强激光束直接辐照在已飞行的熔滴上，利用其与熔滴表面微量物质的气化、电离产生压力为GPa量级的高压冲击波作为驱动涂层物质的驱动力。

根据牛顿第二定律，F＝ma，m为粒子质量，a为粒子的加速度，粒子的速度可用下式表示：

式中，C_drg为拖动系数；ρ_g为气流的密度；V_g为高压等离子体膨胀的速度；ρ_d为待喷涂粒子的密度；V_d为粒子速度；d为粒子的直径。

由上式可知，粒子直径越小，粒子速度越大，并且粒子的速度还取决于高压等离子体和粒子之间的相对速度，当高压等离子体膨胀的速度大于粒子速度时，对粒子起加速作用，反之，对粒子起减速作用。由气体动力学可得雾化后的粒子的最大直径为：

式中σ表面张力，C_drg为拖动系数，ρ_g为气流的密度，V_g为高压等离子体的膨胀速度。

假设雾化气体为氮气，其密度为1.25×10^-3g/cm³，待喷涂的物质为铝，其表面张力为37-45dyn/cm，拖动系数为0.01。高压等离子体膨胀的速度为5000-6000m/s，由此可以估算出在单个冲击波作用下雾化铝的粒子直径为：0.3-0.5μm。

由于激光诱导的高压等离子体压力高达GPa量级，比爆炸喷涂的压力高出2-3个数量级，且空间分布的四束分激光脉冲束均与水平轴线呈一定角度辐照于微粒表面上，产生的多个压力场相互叠加，使沿着水平轴线方向的冲击波压力最大，由此可以估算出GPa量级的冲击波定向推动粒子的飞行的最高速度可达4000m/s。

本发明具有以下技术特点：

(1)喷涂时的压力超高，涂层材料的粒子喷射速度超快。本发明采用脉宽为ns量级、单脉冲的能量为2-100J、功率密度为GW/cm²量级的强激光与低速飞行的微滴流相互作用形成GPa量级的高压冲击波，它比爆炸喷涂的压力高出2-3个数量级。而且由于多个冲击波的压力场的叠加，合成的压力很高，使微粒的速度可高达4000m/s。

(2)能够得到更高质量的涂层。由于喷涂时的压力超高，粒子的飞行速度超快，对基体的撞击作用就越强，粒子的变形就越充分，因而能够形成结合强度和致密度高，孔隙率低的高质量的涂层。在进行大面积喷涂的同时，一部分分激光脉冲束对已沉积的涂层坯进行冲击压制，进一步降低了孔隙率，提高了致密度和内聚强度，而且还能在整个涂层上的厚度方向上形成高幅残余压应力，不再仅仅局限于涂层的表层，从而进一步提高涂层的质量，改善了涂层抗疲劳性能。

(3)能够控制喷涂的方向，实现远距离喷涂。本发明采用导光分光系统，将激光发生器产生的一束主激光脉冲束分成四束分激光脉冲束，每束分激光脉冲束均与水平轴线呈一定角度并辐照在微粒流上，这样就导致各个单脉冲束诱导冲击波压力场相互叠加，使得沿水平轴线方向上的压力最大，推动了微粒流定向的近似直线的向外喷射，避免了单个脉冲激光束诱导的压力向四周发散而造成粒子向各个方向喷射现象，从而节约能耗，提高了喷涂工效。

(4)对喷涂材料粒子细化分两步实现，采用微粒的自身重力选优，使涂层组织更加均匀。首先采用低压的气流作为雾化气体，初步细化微滴的直径。雾化气体压力的降低，大大降低了对气动设备的要求，使设备变得简单。微滴经激光诱导的冲击波的加速处理，变成更小的微粒，两次处理后，粒子的直径可达到0.3-0.5μm，甚至更小。在雾化过程中，一些未被充分雾化、直径较大的微滴，在其重力作用下，会自动落到回收槽中，保证喷涂到表面上的粒子的直径较小、速度较快，使涂层组织较为均匀。

(5)加工柔性大，效率高。激光脉冲束易于聚焦和成型，根据需要改变光斑形状、大小，从而实现对大面积表面、小空间和不规则形状的喷涂，如钢结构、盲孔端部、深槽底部以及叶轮等等。且单次喷涂的时间仅为几十ns，相当于千万分之一秒完成一次喷涂，喷涂效率极高。

(6)成本低、清洁环保。电弧制液技术方便快捷，且能源利用率极高，成本较低。激光加工本是一种绿色无污染的加工工艺，并且在喷涂过程中设置了回收器和回收槽装置，从而可以避免喷涂粒子进入大气污染环境，实现绿色清洁制造。

附图说明：

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明装置的孔位置分布示意图。

图中：1：激光发生器；2：主激光脉冲束；3：第一分光镜；4：第二分光镜；5：第三分光镜；6：第一全反镜；7：第二全反镜；8：第一分激光脉冲束；9：第二分激光脉冲束；10：第三分激光脉冲束；11：第四分激光脉冲束；12：第三全反镜；13：第四全反镜；14：第五全反镜；15：第六全反镜；16：第一聚焦透镜；17：第二聚焦透镜；18：第三聚焦透镜；19：第四聚焦透镜；20：进气管；21：电源；22：电动机；23：减速器；24：滚轮；25：丝盘；26：喷涂丝；27：电极；28：喷射室；29：高压等离子体；30：微滴流；31：涂层；32：工件；33：夹具；34：五轴工作台；35：回收器；36：回收槽；37：计算机；38：控制器。

具体实施方式：

本发明所提供的一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂装置包括激光发生器1、导光分光系统、电弧制液系统、工件夹具系统、回收系统、控制系统。其中导光分光系统包括入射的主激光脉冲束2、第一分光镜3、第二分光镜4、第三分光镜5、第一全反镜6、第二全反镜7、第三全反镜12、第四全反镜13、第五全反镜14、第六全反镜15、第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10、第四分激光脉冲束11、第一聚焦透镜16、第二聚焦透镜17、第三聚焦透镜18、第四聚焦透镜19；电弧制液系统包括进气管20、电源21、电动机22、减速器23、滚轮24、丝盘25、喷涂丝26、电极27；工件夹具系统包括喷射室28、工件32、夹具33、五轴工作台34；回收系统包括喷射室28、回收器35、回收槽36；控制系统包括计算机37和控制器38。

本发明所提供的一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂方法具体步骤如下：

1、首先接通电源21，进气管20向喷射室28通入雾化气体。然后计算机37发出指令，通过控制器38控制电动机22，电动机22带动减速器23和滚轮24将喷涂丝26连续、均匀地送进电极27内，当喷涂丝26被送进电极27端部接触的瞬间，发生短路而产生高温电弧。高温电弧加热熔化喷涂丝26成熔滴，在其重力作用下从喷涂丝26上脱落，脱落的熔滴在雾化气体作用下被雾化成微滴流30，低速飞行离开弧区。

2、激光发生器1接受指令，发出主激光脉冲束2，主激光脉冲束2的光束模式可以是基模、多模等各种模式，其脉宽为ns量级、单脉冲的能量为2-100J，功率密度为GW/cm²量级，其由控制器38调节和控制。由激光发生器1发出的主激光脉冲束2分别经过三个分光镜：第一分光镜3、第二分光镜4、第三分光镜5以及六个全反镜：第一全反镜6、第二全反镜7、第三全反镜12、第四全反镜13、第五全反镜14、第六全反镜15后得到四束空间分布的分激光脉冲束：第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11，第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11的能量分别为主激光脉冲束2的四分之一，其它参数与主激光脉冲束2完全相同。第一分激光脉冲束8、第二分激光脉冲束9、第三分激光脉冲束10以及第四分激光脉冲束11的传输距离随第一分光镜3、第二分光镜4、第三分光镜5以及第一全反镜6、第二全反镜7、第三全反镜12、第四全反镜13、第五全反镜14、第六全反镜15倾斜的角度进行调节，保证四束分激光脉冲束能同步聚焦于喷涂区。四束分激光脉冲束分别经第一聚焦透镜16、第二聚焦透镜17、第三聚焦透镜18、第四聚焦透镜19辐照在已雾化的微滴流30上，微滴流30表面的物质吸收激光能量瞬间气化、电离，形成高压等离子体29，高压等离子体29继续吸收激光能量，高压等离子体29发生膨胀爆炸形成GPa量级的高压冲击波。由于所述空间分布的四束分激光脉冲束均与水平轴线呈一定角度，并同时聚焦于喷涂区的微滴流30上，因此在微滴流30表面产生的四个压力场相互叠加，使沿着水平轴线方向的压力最大，推动微滴流30以近似直线方式向外喷射。高压冲击波在推动微滴流运动的过程中，使微滴的尺寸一步细化变小，成为微粒流。微粒以很高的运动速度射向工件32表面，在其表面凝固、堆积而形成高致密度、高结合强度的涂层31。

3、当工件32所需的喷涂的涂层31厚度较厚时，可以在某一位置进行重复多次喷涂，直至厚度满足要求为止。计算机37再次发出指令，通过控制器38控制激光发生器1发出主激光脉冲束2的个数及相邻脉冲的时间间隔。主激光脉冲束2的脉冲数决定了喷涂的次数。相邻的主激光脉冲束2时间间隔由喷涂丝26形成金属熔滴的时间决定。再次诱导高压冲击波助推微粒喷射到已沉积的涂层坯上，直到厚度满足要求为止。

4、当工件32需要大面积喷涂和对形状不规则的零件喷涂时，将五轴工作台34上下、左右移动和转动，改变工件32位置，在新的位置上进行喷涂，渐进完成大面积和对特殊形状的喷涂，直至工件32表面达到要求为止。

5、喷涂完毕后，先关闭电源21和停止通入雾化气体，待工件32冷却后，再打开喷射室28前端的活动窗口将工件取出。

Claims (2)

1.一种基于激光冲击波技术定向超高速喷涂方法，其特征在于该方法具体步骤如下：

(1)首先利用上下对称设置的电极(27)之间产生的高温电弧加热熔化作为喷涂材料的喷涂丝(26)成熔滴脱落，脱落的熔滴被雾化气体雾化成微滴流(30)，并在所述雾化气体推动下，所述微滴流(30)低速飞行离开电弧区；

(2)由激光发生器(1)发出脉宽为ns量级、单脉冲的能量为2-100J、功率密度为GW/cm²量级的主激光脉冲束(2)，所述主激光脉冲束(2)经导光分光系统被分成四束光学特征完全相同的分激光脉冲束：第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)，所述第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)同时辐照于所述微滴流(30)表面上，所述微滴流(30)的外侧部分吸收激光能量，瞬间气化和电离，形成高压等离子体(29)，所述高压等离子体(29)继续吸收激光能量膨胀爆炸形成GPa量级的高压冲击波，所述第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)均与水平轴线呈一定角度，在所述微滴流(30)表面产生冲击波的压力场相互叠加，使沿着水平轴线方向的冲击波压力最大；所述高压冲击波将所述微滴流(30)再次雾化成更为细小的微粒流，使所述微粒流高速喷射到工件(32)表面，在所述工件(32)表面凝固、堆积而形成高致密度和高结合强度的涂层(31)；

(3)当喷涂的涂层厚度较厚时，需在某一位置重复实施多次喷涂，直至厚度满足要求为止；多次喷涂时，由计算机(37)再次发出指令，通过控制器(38)控制所述激光发生器(1)发出主激光脉冲束(2)的脉冲个数及相邻脉冲的时间间隔，所述主激光脉冲束(2)的脉冲个数决定了喷涂的次数，相邻的主激光脉冲束(2)时间间隔由所述喷涂丝(26)形成金属熔滴的时间决定；

(4)当所述工件(32)需要大面积喷涂和对形状不规则的零件喷涂时，将五轴工作台(34)上下、左右移动和转动，改变所述工件(32)的位置，在新的位置上进行喷涂，渐进完成大面积和对特殊形状的喷涂，直至所述工件(32)表面达到要求为止；

(5)喷涂完毕后，先关闭电源(21)和停止通入雾化气体，待所述工件(32)冷却后，再打开喷射室(28)的活动窗口将工件取出。

2.一种实现权利要求1所述喷涂方法的装置，其特征在于该装置包括激光发生器(1)、导光分光系统、电弧制液系统、工件夹具系统、回收系统以及控制系统；所述导光分光系统包括第一分光镜(3)、第二分光镜(4)、第三分光镜(5)、第一全反镜(6)、第二全反镜(7)、第三全反镜(12)、第四全反镜(13)、第五全反镜(14)、第六全反镜(15)、第一聚焦透镜(16)、第二聚焦透镜(17)、第三聚焦透镜(18)、第四聚焦透镜(19)；所述主激光脉冲束(2)经过所述第一分光镜(3)、第二分光镜(4)、第三分光镜(5)以及所述第一全反镜(6)、第二全反镜(7)、第三全反镜(12)、第四全反镜(13)、第五全反镜(14)、第六全反镜(15)后被分成四束完全相同的所述第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)，所述第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)的能量分别为入射的所述主激光脉冲束(2)的四分之一，所述第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)的其它参数与所述主激光脉冲束(2)完全相同；所述第三全反镜(12)以及第六全反镜(15)分别位于空间的上下两侧，所述第四全反镜(13)以及所述第五全反镜(14)分别位于空间的前后两侧，所述第一分光镜(3)、第二分光镜(4)、第三分光镜(5)的角度可调；所述第一分激光脉冲束(8)以及第四分激光脉冲束(11)分别经所述第三全反镜(12)以及第六全反镜(15)后，分别发生斜向下和向上偏转，所述第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)分别经所述第四全反镜(13)以及第五全反镜(14)后，分别发生斜向前和向后偏转；所述第三全反镜(12)、第四全反镜(13)、第五全反镜(14)、第六全反镜(15)的位置可调，并能够通过改变其倾斜的角度来调整所述第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)发生偏转的角度，以保证所述第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)分别经所述第一聚焦透镜(16)、第二聚焦透镜(17)、第三聚焦透镜(18)、第四聚焦透镜(19)能同时聚焦于喷涂区的微滴流上；所述第一分激光脉冲束(8)、第二分激光脉冲束(9)、第三分激光脉冲束(10)以及第四分激光脉冲束(11)经过所述第三全反镜(12)、第四全反镜(13)、第五全反镜(14)、第六全反镜(15)后均与水平轴线呈5°-15°角；所述电弧制液系统包括进气管(20)、电源(21)、电动机(22)、减速器(23)、滚轮(24)、丝盘(25)、喷涂丝(26)以及电极(27)，利用控制器(38)分别控制位于上下两侧的所述电动机(22)带动所述减速器(23)以及滚轮(24)转动，将所述喷涂丝(26)连续均匀的送进所述电极(27)内；所述喷涂丝(26)的直径为0.8-2mm，所述喷涂丝(26)卷绕在上下对称设置的所述丝盘(25)上，所述喷涂丝(26)在所述滚轮(24)的推动下同步穿过所述电极(27)，所述电极(27)通过导线与电源(21)电连接，所述电极(27)的角度保持在30°-60°之间，所述电极(27)的电弧工作电压为15-25V，电弧工作电流为100-300A，所述进气管(20)放置在所述电极(27)中间并对着喷涂区，所述雾化气体的压力为0.05-0.1MPa；所述工件夹具系统包括喷射室(28)、工件(32)、夹具(33)、五轴工作台(34)，所述工件(32)固定在所述夹具(33)上，所述夹具(33)固定在所述五轴工作台(34)上，所述五轴工作台(34)能够上下、左右移动和转动，所述五轴工作台(34)放置在喷射室(28)的内部，所述喷射室(28)带有活动窗口；所述回收系统包括喷射室(28)、回收器(35)、回收槽(36)，所述回收器(35)安装在所述喷射室(28)的右侧，用来回收游离在所述喷射室(28)内的一些粒子或金属烟尘，避免污染环境，所述回收槽(36)放置在所述喷射室(28)的底部，用于回收在喷涂过程中由于尺寸较大和飞行速度较低在其自身重力作用下而落下的粒子；所述控制系统包括计算机(37)和控制器(38)，控制信息由所述计算机(37)输入传递给所述控制器(38)，所述控制器(38)通过数据线分别连接所述激光发生器(1)、电动机(22)以及五轴工作台(34)。