CN109158777B - 深孔内壁激光3d打印的送粉管路冷却水套装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，包括：送粉管；内塞，套设在送粉管的前端；第一外塞，下部套设在内塞的外部，上部套设在送粉管的外部；第二外塞，设置有冷却水出口通道，套设在送粉管后端的外部，并与送粉管外壁之间形成有第一冷却水流道；第一套管，前端套设在第一外塞的外部，后端套设在第二外塞的外部，第一套管上设置有冷却水进口通道；第二套管，圆周方向上将送粉管包围，内径大于送粉管外径，上端与第二外塞固定连接，并分别与第一套管内壁、第一外塞上端部和送粉管外壁之间形成有第二冷却水流道，第二冷却水流道与第一冷却水流道连通；以及压盖，套设在第二外塞的外部。

Description

深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置
技术领域
本发明属于激光材料加工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置。
背景技术
对于小口径(规格φ50mm以下内径)零件的内壁堆焊，由于工艺过程复杂、产品质量不稳定，一直是加工制造的难点。针对小口径深孔零件，主要采用的焊接方法有手工电弧堆焊、熔化极气体保护焊和非熔化极保护焊明弧堆焊以及激光堆焊等。目前，采用将焊接热源伸入小口径零件深孔内，在其内壁实施送丝堆焊是主要的工艺方法。现有技术公开了一种可循环导水管的双层夹套TIG堆焊焊枪，通过将枪头伸入待堆焊深孔内部进行堆焊，由于枪头尺寸受限，最小堆焊直径为
Figure GDA0002508021480000011
现有技术还公开了一种深孔零件内壁激光堆焊制造工艺，通过采用载气式送粉至孔内，形成整个孔内的连续水平铺粉；通过倾斜激光束照射至内孔壁，使用激光束将粉末堆焊材料逐点熔覆在孔的内壁的表面上。然而存在一定的缺陷，由于保护气流的作用导致粉末在孔内发散、飞溅。在激光熔覆过程中，内壁在激光作用下受热后温度升高，飞溅粉末极易粘附在内壁上，并逐渐形成大块状颗粒，并最终成为堆焊层内的夹渣。另外，飞溅的粉末容易被激光烧蚀，形成大量氧化粉尘颗粒，影响激光熔覆过程。
在现有技术的深孔内壁激光3D打印过程中，送粉管深入孔内送粉，由于孔内激光熔覆处于狭窄局部区域，孔内温度太高，容易造成送粉管过热变形甚至熔化，或者送粉管中由于合金粉末过热造成粉末粘结而导致送粉不畅、堵粉问题严重，影响3D打印效果。
有鉴于此，确有必要提供一种结构简单、使用方便、无堵粉现象、并能使送粉管长时间稳定工作的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置。
发明内容
本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、无堵粉现象、并能使送粉管长时间稳定工作的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，包括：
送粉管；
内塞，套设在送粉管的前端；
第一外塞，下部套设在内塞的外部，上部套设在送粉管的外部；
第二外塞，设置有冷却水出口通道，套设在送粉管后端的外部，并与送粉管外壁之间形成有第一冷却水流道；
第一套管，前端套设在第一外塞的外部，后端套设在第二外塞的外部，第一套管上设置有冷却水进口通道；
第二套管，圆周方向上将送粉管包围，内径大于送粉管外径，上端与第二外塞固定连接，并分别与第一套管内壁、第一外塞上端部和送粉管外壁之间形成有第二冷却水流道，第二冷却水流道与第一冷却水流道连通，冷却水从第一套管上的冷却水进口通道进入后沿着第二冷却水流道和第一冷却水流道从第二外塞的冷却水出口通道流出；以及
压盖，套设在第二外塞的外部。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述内塞与第一外塞通过螺纹连接。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述内塞的外部截面为台阶形结构，所述第一外塞的内部截面为与内塞外部截面适配的台阶形结构。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述第一外塞上部与内塞上端部之间设置有第一密封件，第一密封件为O型密封圈或密封胶带。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述第一外塞与第一套管螺纹连接，第一套管前端与第一外塞之间设置有第二密封件进行密封，第二密封件为O型密封圈或密封胶带。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述第二外塞与第一套管螺纹连接，第一套管后端与第二外塞之间设置有第三密封件进行密封，第三密封件为O型密封圈或密封胶带。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述压盖与第二外塞螺纹连接，压盖与第二外塞之间设置有第四密封件，第四密封件为O型密封圈或密封胶带。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述送粉管为折弯结构，包括倾斜部分和竖向部分，倾斜部分与竖向部分的夹角大于90°。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述第二套管与第二外塞螺纹连接。
作为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的一种改进，所述第二套管与第二外塞一体成型
相对于现有技术，本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置结构简单、使用方便、无堵粉现象，能够实现送粉管路充分散热，防止送粉管过热变形和熔化，并能使送粉管长时间稳定工作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置进行详细说明，其中：
图1为本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置的结构示意图。
附图标记：
10-送粉管；100-粉体；12-内塞；14-第一外塞；16-第一密封件；18-第二外塞；180-出口组件；19-第一冷却水流道；20-第一套管；200-进口组件；22-第二密封件；24-第三密封件；26-第二套管；27-第二冷却水流道；28-压盖；30-第四密封件。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
需要说明的是，当部件被称为“套设在”另一个部件上时，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接另一个部件或者可能同时存在居中部件。
还需要说明的是，本实施例中的前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
请参阅图1所示，本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，包括：
送粉管10；
内塞12，套设在送粉管10的前端；
第一外塞14，下部套设在内塞12的外部，上部套设在送粉管10的外部，第一外塞14上部与内塞12上端部之间设置有第一密封件16；
第二外塞18，设置有冷却水出口通道(图未标号)，套设在送粉管10后端的外部，并与送粉管10外壁之间形成有第一冷却水流道19；
第一套管20，前端套设在第一外塞14的外部，并与第一外塞14之间设置第二密封件22进行密封，后端套设在第二外塞18的外部，并与第二外塞18之间设置第三密封件24进行密封，第一套管20上设置有冷却水进口通道(图未标号)；
第二套管26，圆周方向上将送粉管10包围，内径大于送粉管10外径，上端与第二外塞18固定连接，并分别与第一套管20内壁、第一外塞14上端部和送粉管10外壁之间形成有第二冷却水流道27，第二冷却水流道27与第一冷却水流道19连通，冷却水从第一套管20上的冷却水进口通道(图未标号)进入后沿着第二冷却水流道27和第一冷却水流道19从第二外塞18的冷却水出口通道(图未标号)流出；以及
压盖28，套设在第二外塞18的外部，压盖28与第二外塞18之间设置有第四密封件30。
在图示实施方式中，送粉管10为折弯空心管状结构，包括倾斜部分和竖向部分，倾斜部分与竖向部分的夹角大于90°。在使用时，倾斜部分的上端开口与送粉装置连通，便于粉体100顺利进入送粉管10，竖向部分的下端能够插入到待焊接工件的深孔中。通过对送粉管10的折弯，可以实现空间位置上的灵活送粉。
内塞12套设在送粉管10竖向部分的前端，并与竖向部分的端部有一定的距离，便于送粉管10插入到待焊接工件的深孔中。内塞12的内径与送粉管10的外径匹配，能够保证内塞12套设在送粉管10上，不会随意发生滑动。
进一步地，内塞12的外部截面为台阶形结构，台阶形结构上设置有外螺纹，便于与第一外塞14螺纹连接。
第一外塞14下部套设在内塞12上，上部套设在送粉管10的外部，上部的内径与送粉管10的外径匹配，第一外塞14的内部截面为与内塞12外部截面匹配的台阶形结构，且内部截面上设置有内螺纹，并通过内螺纹与内塞12上的外螺纹螺纹连接。通过设置台阶形结构，便于第一外塞14与内塞12的密封连接。第一外塞14的上部套设在送粉管10后，第一外塞14与内塞12上端部之间还设置有第一密封件16，第一密封件16主要设置在第一外塞14上部的环形凹槽(图未标号)内，在操作时，通过拧紧内塞12压紧第一密封件16，可防止冷却水泄漏，实现送粉管10冷却水路的密封。第一密封件16主要为O型密封圈或密封胶带，在图示实施方式中，第一密封件16为O型密封圈。
在本发明的其他实施方式中，内塞12和第一外塞14也可以成型为一体结构。
第二外塞18套设在送粉管10后端的外部，下部的内径大于送粉管10的外径，上部的内径与送粉管10的外径匹配，便于第二外塞18与送粉管10套接。第二外塞18与第一外塞14之间具有一定的冷却距离，且至少有部分内壁与送粉管10外壁之间形成有第一冷却水流道19，第二外塞18上设置有冷却水出口通道(图未标号)，冷却水出口通道设置有出口组件180，出口组件180为普通的水管连接件，便于与水管连接，冷却水出口通道(图未标号)与第一冷却水流道19连通。第二外塞18的外部截面为台阶形结构，且在下部设置有外螺纹，便于与第一套管20螺纹连接。
进一步地，第二外塞18上还设置有环形凹槽(图未标号)，环形凹槽位于冷却水出口通道的下方，装置进行组装时，环形凹槽用于设置第三密封件24，第三密封件24主要为O型密封圈或密封胶带，在图示实施方式中，第三密封件24为O型密封圈。
第一套管20前端套设在第一外塞14的外部，后端套设在第二外塞18的外部，第一套管20的前端和后端的内部截面均设置为台阶形结构，且前端和后端的内壁上均设置有内螺纹，前端与第一外塞14通过螺纹连接，后端与第二外塞18通过螺纹连接。为保证装置的密封性，需在第一套管20与第一外塞14之间设置第二密封件22，在第二套管20与第二外塞18之间设置第三密封件24并进行密封。通过设置第二密封件22和第三密封件24，可防止冷却水沿第一套管20泄漏。
第一套管20上还设置有冷却水进口通道(图未标号)，冷却水进口通道设置有进口组件200，进口组件200为普通的水管连接件，便于与水管连接。
第二套管26套设在送粉管10的外周，圆周方向上将送粉管10包围，内径大于送粉管10外径，且第二套管26不与送粉管10接触或连接，上端与第二外塞18固定连接，在图示实施方式中，第二套管26与第二外塞18一体成型。第二套管26的外壁与第一套管20内壁、第二套管26的底部与第一外塞14的上端部、以及第二套管26的内壁与送粉管10外壁之间形成有第二冷却水流道27，第二冷却水流道27与第一冷却水流道19连通，当需进行冷却时，冷却水从第一套管20上的冷却水进口通道(图未标号)进入后沿着第二冷却水流道27和第一冷却水流道19从第二外塞18的冷却水出口通道(图未标号)流出。第二套管26主要起折流的作用，使冷却水从送粉管10底部进入，充分保障送粉管10底部(工作区域)的冷却效果。
在本发明的其他实施方式中，第二套管26的上部外壁设置有外螺纹，第二外塞18内壁设置有适配的内螺纹，第二套管26与第二外塞18螺纹连接。
压盖28的顶部具有一个供送粉管10穿入的通孔(图未标号)，送粉管10穿过通孔后，压盖28套设在第二外塞18的外部，第二外塞18的外部设置有外螺纹，压盖28设置有内螺纹，压盖28和第二外塞18通过螺纹连接。为了保证装置的密封性，在压盖28和第二外塞18之间设置第四密封件30进行密封，第四密封件30主要为O型密封圈或密封胶带，在图示实施方式中，第四密封件30为O型密封圈。
当整个冷却装置组装好后，通过拧紧压盖28压紧第四密封件30、拧紧内塞12压紧第一密封件16，通过前、后端密封可防止冷却水沿送粉管10泄漏，实现送粉管10冷却水路的密封。
相对于现有技术，本发明深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置结构简单、使用方便、无堵粉现象，能够实现送粉管路充分散热，防止送粉管10过热变形和熔化，并能使送粉管10长时间稳定工作。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，包括送粉管，其特征在于，还包括：
内塞，套设在送粉管的前端；
第一外塞，下部套设在内塞的外部，上部套设在送粉管的外部；
第二外塞，设置有冷却水出口通道，套设在送粉管后端的外部，并与送粉管外壁之间形成有第一冷却水流道；
第一套管，前端套设在第一外塞的外部，后端套设在第二外塞的外部，第一套管上设置有冷却水进口通道；
第二套管，圆周方向上将送粉管包围，内径大于送粉管外径，上端与第二外塞固定连接，并分别与第一套管内壁、第一外塞上端部和送粉管外壁之间形成有第二冷却水流道，第二冷却水流道与第一冷却水流道连通，冷却水从第一套管上的冷却水进口通道进入后沿着第二冷却水流道和第一冷却水流道从第二外塞的冷却水出口通道流出；以及
压盖，套设在第二外塞的外部。
2.根据权利要求1所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述内塞与第一外塞通过螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述内塞的外部截面为台阶形结构，所述第一外塞的内部截面为与内塞外部截面适配的台阶形结构。
4.根据权利要求1所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述第一外塞上部与内塞上端部之间设置有第一密封件，第一密封件为O型密封圈或密封胶带。
5.根据权利要求1所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述第一外塞与第一套管螺纹连接，第一套管前端与第一外塞之间设置有第二密封件进行密封，第二密封件为O型密封圈或密封胶带。
6.根据权利要求1所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述第二外塞与第一套管螺纹连接，第一套管后端与第二外塞之间设置有第三密封件进行密封，第三密封件为O型密封圈或密封胶带。
7.根据权利要求1所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述压盖与第二外塞螺纹连接，压盖与第二外塞之间设置有第四密封件，第四密封件为O型密封圈或密封胶带。
8.根据权利要求1所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述送粉管为折弯结构，包括倾斜部分和竖向部分，倾斜部分与竖向部分的夹角大于90°。
9.根据权利要求1所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述第二套管与第二外塞螺纹连接。
10.根据权利要求1所述的深孔内壁激光3D打印的送粉管路冷却水套装置，其特征在于，所述第二套管与第二外塞一体成型。
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