CN109234730B - 一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴 - Google Patents
一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴 Download PDFInfo
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Abstract
一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,涉及一种送粉式激光熔覆喷嘴。本发明是要解决现有的精密激光熔覆喷嘴粉末的利用率低的技术问题。本发明的精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴是由内环喷嘴、外环喷嘴和连接件组成;内环喷嘴设置在外环喷嘴的内部,内环喷嘴的9个凸块的侧壁与外环喷嘴的下部的内壁紧密贴合,连接件设置在内环喷嘴和外环喷嘴的正上方。本发明的内环喷嘴的9‑棱柱可以将入射到外环喷嘴中的粉末打散变成均匀分布的粉末,粉末落入到内环喷嘴的分散粉末结构的上端面上顺着斜面向外沿倾斜,然后通过槽道向下落,粉末通过间隙最终形成小于0.5mm的均匀汇聚粉斑。本发明的喷嘴配合合适的工艺,粉末利用率达到80%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种送粉式激光熔覆喷嘴。
背景技术
在送粉式激光熔覆技术中,粉末利用率是影响熔覆成本和效率的一个关键因素。现有的激光熔覆喷嘴汇聚粉斑大小通常为3mm~5mm,常规熔覆的熔覆道宽度约为2mm~4mm,与粉斑大小相似,因此可以保证较高的粉末利用率。但对于精密的激光熔覆及修复类部件,例如航空叶片的叶尖修复,航空发动机机匣受损部位修复等,为了控制变形及熔覆尺寸要求,需要采用较低的热输入及较窄的熔覆宽度。精密熔覆的熔覆道宽度通常在1mm以下,采用现有的激光熔覆喷嘴时粉末的利用率不足20%,造成大量的材料浪费。因此需要针对精密熔覆的特点,发明一种可以在小功率窄熔覆道情况下保证高粉末利用率的精密送粉喷嘴。
发明内容
本发明是要解决现有的精密激光熔覆喷嘴粉末的利用率低的技术问题,而提供一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴。
本发明的精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴是由内环喷嘴1、外环喷嘴2和连接件3组成;
所述的内环喷嘴1的内部为从上至下贯穿的圆台形空腔1-1,所述的圆台形空腔1-1的上端为粗口端,下端为细口端;所述的内环喷嘴1的外部从上至下依次为圆柱体螺纹管1-7、9-棱柱1-6、圆柱体垫片1-3、分散粉末结构1-2和光滑圆台1-4组成;所述的内环喷嘴1为一体结构;所述的圆柱体螺纹管1-7、9-棱柱1-6、圆柱体垫片1-3、分散粉末结构1-2和光滑圆台1-4的轴线重合;所述的9-棱柱1-6为正棱柱;所述的圆柱体螺纹管1-7的截面半径小于9-棱柱1-6的截面半径,且圆柱体螺纹管1-7的外壁设置外螺纹;所述的圆柱体垫片1-3的截面半径等于9-棱柱1-6的截面半径;所述的分散粉末结构1-2的上端面1-2-3为倾斜面,从中心到外沿连续向下倾斜;所述的分散粉末结构1-2的侧壁是由9个槽道1-2-2和9个凸块1-2-1组成,每个槽道1-2-2和每个凸块1-2-1交错布置,所述的9个凸块1-2-1的侧壁为圆台形状的侧壁,且上端为粗口端,下端为细口端;所述的槽道1-2-2是由凸块1-2-1的侧壁所在的曲面向内凹形成的竖直凹槽,且槽道1-2-2为上宽下窄的结构;所述的光滑圆台1-4的上端为粗口端,下端为细口端,且光滑圆台1-4的上端直径小于分散粉末结构1-2的下端直径;所述的光滑圆台1-4的外壁的弧度与凸块1-2-1的外壁弧度相同;所述的9-棱柱1-6的9个侧棱分别正对着下方的九个槽道1-2-2的中轴线;
所述的外环喷嘴2是由3个送粉管2-1、上部2-3和下部2-4组成;所述的上部2-3为空心圆柱体且空腔为圆柱形,上部2-3的外壁上部设置外螺纹,所述的上部2-3的侧壁同一水平线上均匀布置3个通孔2-2,3个送粉管2-1分别与3个通孔2-2连通,且3个送粉管2-1设置在上部2-3的外部;所述的下部2-4为空心圆台结构,且上端为粗口端,下端为细口端,粗口端的外径等于上部2-3的外径,且上部2-3和下部2-4的轴线重合;所述的外环喷嘴2为一体结构;所述的下部2-4的空腔为圆台形,且上端为粗口端,下端为细口端,所述的下部2-4的内壁的弧度与内环喷嘴1的凸块1-2-1的外壁弧度相同;
所述的连接件3是由两根水管3-2、激光枪头连接管3-5和水冷部3-6组成;所述的连接件3为一体结构;所述的激光枪头连接管3-5设置于水冷部3-6的上方,激光枪头连接管3-5的外壁上端设置卡接凹槽3-4,激光枪头连接管3-5为空心结构且内部的第一空腔3-3为圆柱形;所述的水冷部3-6的内部中心设置第二空腔3-8,第二空腔3-8为圆柱形,第二空腔3-8的内壁上设置内螺纹,且第二空腔3-8的直径大于第一空腔3-3的直径;所述的连接件3的第二空腔3-8的高度与内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的高度相等;所述的水冷部3-6的内部上端靠近外沿水平设置一个水冷圆弧形通道3-1,水冷圆弧形通道3-1的两端分别与两根水管3-2连通,两根水管3-2设置在水冷部3-6的外部;所述的水冷部3-6的内部下端靠近外沿水平设置一个环形凹槽3-7,所述的环形凹槽3-7的下端为敞开式,所述的环形凹槽3-7的内壁上设置内螺纹;
内环喷嘴1设置在外环喷嘴2的内部,内环喷嘴1的9个凸块1-2-1的侧壁与外环喷嘴2的下部2-4的内壁紧密贴合,连接件3设置在内环喷嘴1和外环喷嘴2的正上方,连接件3的环形凹槽3-7的内壁与外环喷嘴2的上部2-3的外壁上部螺纹连接,连接件3的第二空腔3-8的内壁与内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的外壁螺纹连接;内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的上端面与连接件3的第二空腔3-8的上端面紧密贴合;外环喷嘴2的上部2-3的上端面与连接件3的环形凹槽3-7的上端面有1mm的间隙。
本发明的精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴的工作原理:先通过连接件3的卡接凹槽3-4连接上方的激光枪头的,然后通过两根水管3-2通入冷却水至连接件3中,同时通过第一空腔3-3送入同轴保护气,然后通过3个送粉管2-1开始送入粉末,再通过第一空腔3-3开启激光进行熔覆,熔覆结束后,关闭激光,再关闭粉末,最后关闭冷却水和同轴保护气。
本发明的优点:
本发明的内环喷嘴1上所设计的9-棱柱1-6可以将入射到外环喷嘴2中的粉末打散变成均匀分布的粉末,粉末落入到内环喷嘴1的分散粉末结构1-2的上端面1-2-3上,顺着斜面向外沿倾斜,然后通过9个槽道1-2-2向下落,由于光滑圆台1-4的上端直径小于分散粉末结构1-2的下端直径,所以光滑圆台1-4的外壁和外环喷嘴2的下部2-4的内壁存在均匀间隙4(如图4所示),可以保证粉末喷出后具有良好的汇聚性,粉末通过此间隙4下落最终汇到喷嘴下方的一点,最终形成小于0.5mm的均匀汇聚粉斑。
连接件3上所设计的水冷圆弧形通道3-1可以保证喷嘴长时间连续工作时具有良好的冷却效果,提高喷嘴的连续工作稳定性及耐用性。
本发明的喷嘴配合合适的工艺,粉末利用率达到80%以上。
本发明的喷嘴适用的粉末:粉末粒径为20μm~100μm的钛合金、铝合金、镍基合金以及铁基合金粉末。
本发明的喷嘴适用的激光功率为500W~2000W。
附图说明
图1为具体实施方式一的精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴的剖视主视图;
图2为具体实施方式一的精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴的外观主视图;
图3为具体实施方式一的精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴的轴测图;
图4为图1的区域B的局部放大图;
图5为图1的连接件3的剖视主视图;
图6为图5的俯视图;
图7为图1的连接件3的外观主视图;
图8为图1的内环喷嘴1的轴测图;
图9为图1的内环喷嘴1的外观主视图;
图10为图1的内环喷嘴1的剖视主视图;
图11为图9的俯视图;
图12为图1的外环喷嘴2的外观主视图;
图13为图1的外环喷嘴2的剖视主视图。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式为一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,如图1-图13所示,具体是由内环喷嘴1、外环喷嘴2和连接件3组成;
所述的内环喷嘴1的内部为从上至下贯穿的圆台形空腔1-1,所述的圆台形空腔1-1的上端为粗口端,下端为细口端;所述的内环喷嘴1的外部从上至下依次为圆柱体螺纹管1-7、9-棱柱1-6、圆柱体垫片1-3、分散粉末结构1-2和光滑圆台1-4组成;所述的内环喷嘴1为一体结构;所述的圆柱体螺纹管1-7、9-棱柱1-6、圆柱体垫片1-3、分散粉末结构1-2和光滑圆台1-4的轴线重合;所述的9-棱柱1-6为正棱柱;所述的圆柱体螺纹管1-7的截面半径小于9-棱柱1-6的截面半径,且圆柱体螺纹管1-7的外壁设置外螺纹;所述的圆柱体垫片1-3的截面半径等于9-棱柱1-6的截面半径;所述的分散粉末结构1-2的上端面1-2-3为倾斜面,从中心到外沿连续向下倾斜;所述的分散粉末结构1-2的侧壁是由9个槽道1-2-2和9个凸块1-2-1组成,每个槽道1-2-2和每个凸块1-2-1交错布置,所述的9个凸块1-2-1的侧壁为圆台形状的侧壁,且上端为粗口端,下端为细口端;所述的槽道1-2-2是由凸块1-2-1的侧壁所在的曲面向内凹形成的竖直凹槽,且槽道1-2-2为上宽下窄的结构;所述的光滑圆台1-4的上端为粗口端,下端为细口端,且光滑圆台1-4的上端直径小于分散粉末结构1-2的下端直径;所述的光滑圆台1-4的外壁的弧度与凸块1-2-1的外壁弧度相同;所述的9-棱柱1-6的9个侧棱分别正对着下方的九个槽道1-2-2的中轴线;
所述的外环喷嘴2是由3个送粉管2-1、上部2-3和下部2-4组成;所述的上部2-3为空心圆柱体且空腔为圆柱形,上部2-3的外壁上部设置外螺纹,所述的上部2-3的侧壁同一水平线上均匀布置3个通孔2-2,3个送粉管2-1分别与3个通孔2-2连通,且3个送粉管2-1设置在上部2-3的外部;所述的下部2-4为空心圆台结构,且上端为粗口端,下端为细口端,粗口端的外径等于上部2-3的外径,且上部2-3和下部2-4的轴线重合;所述的外环喷嘴2为一体结构;所述的下部2-4的空腔为圆台形,且上端为粗口端,下端为细口端,所述的下部2-4的内壁的弧度与内环喷嘴1的凸块1-2-1的外壁弧度相同;
所述的连接件3是由两根水管3-2、激光枪头连接管3-5和水冷部3-6组成;所述的连接件3为一体结构;所述的激光枪头连接管3-5设置于水冷部3-6的上方,激光枪头连接管3-5的外壁上端设置卡接凹槽3-4,激光枪头连接管3-5为空心结构且内部的第一空腔3-3为圆柱形;所述的水冷部3-6的内部中心设置第二空腔3-8,第二空腔3-8为圆柱形,第二空腔3-8的内壁上设置内螺纹,且第二空腔3-8的直径大于第一空腔3-3的直径;所述的连接件3的第二空腔3-8的高度与内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的高度相等;所述的水冷部3-6的内部上端靠近外沿水平设置一个水冷圆弧形通道3-1,水冷圆弧形通道3-1的两端分别与两根水管3-2连通,两根水管3-2设置在水冷部3-6的外部;所述的水冷部3-6的内部下端靠近外沿水平设置一个环形凹槽3-7,所述的环形凹槽3-7的下端为敞开式,所述的环形凹槽3-7的内壁上设置内螺纹;
内环喷嘴1设置在外环喷嘴2的内部,内环喷嘴1的9个凸块1-2-1的侧壁与外环喷嘴2的下部2-4的内壁紧密贴合,连接件3设置在内环喷嘴1和外环喷嘴2的正上方,连接件3的环形凹槽3-7的内壁与外环喷嘴2的上部2-3的外壁上部螺纹连接,连接件3的第二空腔3-8的内壁与内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的外壁螺纹连接;内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的上端面与连接件3的第二空腔3-8的上端面紧密贴合;外环喷嘴2的上部2-3的上端面与连接件3的环形凹槽3-7的上端面有1mm的间隙。
本实施方式的精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴的工作原理:先通过连接件3的卡接凹槽3-4连接上方的激光枪头的,然后通过两根水管3-2通入冷却水至连接件3中,同时通过第一空腔3-3送入同轴保护气,然后通过3个送粉管2-1开始送入粉末,再通过第一空腔3-3开启激光进行熔覆,熔覆结束后,关闭激光,再关闭粉末,最后关闭冷却水和同轴保护气。
本实施方式的优点:
本实施方式的内环喷嘴1上所设计的9-棱柱1-6可以将入射到外环喷嘴2中的粉末打散变成均匀分布的粉末,粉末落入到内环喷嘴1的分散粉末结构1-2的上端面1-2-3上,顺着斜面向外沿倾斜,然后通过9个槽道1-2-2向下落,由于光滑圆台1-4的上端直径小于分散粉末结构1-2的下端直径,所以光滑圆台1-4的外壁和外环喷嘴2的下部2-4的内壁存在均匀间隙4(如图4所示),可以保证粉末喷出后具有良好的汇聚性,粉末通过此间隙4下落最终汇到喷嘴下方的一点,最终形成小于0.5mm的均匀汇聚粉斑。
本实施方式的连接件3上所设计的水冷圆弧形通道3-1可以保证喷嘴长时间连续工作时具有良好的冷却效果,提高喷嘴的连续工作稳定性及耐用性。
本实施方式的喷嘴配合合适的工艺,粉末利用率达到80%以上。
本实施方式的喷嘴适用的粉末:粉末粒径为20μm~100μm的钛合金、铝合金、镍基合金以及铁基合金粉末。
本实施方式的喷嘴适用的激光功率为500W~2000W。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述的光滑圆台1-4的外壁距离凸块1-2-1的侧壁0.3mm~0.4mm。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:所述的内环喷嘴1的外壁的表面粗糙度Ra小于等于1.6μm。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:所述的外环喷嘴2的内壁的表面粗糙度Ra小于等于1.6μm。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式四不同的是:所述的内环喷嘴1的同轴度小于等于0.01mm。其他与具体实施方式四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:所述的外环喷嘴2的同轴度小于等于0.01mm。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是:所述的内环喷嘴1的光滑圆台1-4的高度大于30mm且小于50mm。其他与具体实施方式一至六之一相同。
用以下试验对本发明进行验证:
试验一:本试验为一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,如图1-图13所示,具体是由内环喷嘴1、外环喷嘴2和连接件3组成;
所述的内环喷嘴1的内部为从上至下贯穿的圆台形空腔1-1,所述的圆台形空腔1-1的上端为粗口端,下端为细口端;所述的内环喷嘴1的外部从上至下依次为圆柱体螺纹管1-7、9-棱柱1-6、圆柱体垫片1-3、分散粉末结构1-2和光滑圆台1-4组成;所述的内环喷嘴1为一体结构;所述的圆柱体螺纹管1-7、9-棱柱1-6、圆柱体垫片1-3、分散粉末结构1-2和光滑圆台1-4的轴线重合;所述的9-棱柱1-6为正棱柱;所述的圆柱体螺纹管1-7的截面半径小于9-棱柱1-6的截面半径,且圆柱体螺纹管1-7的外壁设置外螺纹;所述的圆柱体垫片1-3的截面半径等于9-棱柱1-6的截面半径;所述的分散粉末结构1-2的上端面1-2-3为倾斜面,从中心到外沿连续向下倾斜;所述的分散粉末结构1-2的侧壁是由9个槽道1-2-2和9个凸块1-2-1组成,每个槽道1-2-2和每个凸块1-2-1交错布置,所述的9个凸块1-2-1的侧壁为圆台形状的侧壁,且上端为粗口端,下端为细口端;所述的槽道1-2-2是由凸块1-2-1的侧壁所在的曲面向内凹形成的竖直凹槽,且槽道1-2-2为上宽下窄的结构;所述的光滑圆台1-4的上端为粗口端,下端为细口端,且光滑圆台1-4的上端直径小于分散粉末结构1-2的下端直径;所述的光滑圆台1-4的外壁的弧度与凸块1-2-1的外壁弧度相同;所述的9-棱柱1-6的9个侧棱分别正对着下方的九个槽道1-2-2的中轴线;
所述的外环喷嘴2是由3个送粉管2-1、上部2-3和下部2-4组成;所述的上部2-3为空心圆柱体且空腔为圆柱形,上部2-3的外壁上部设置外螺纹,所述的上部2-3的侧壁同一水平线上均匀布置3个通孔2-2,3个送粉管2-1分别与3个通孔2-2连通,且3个送粉管2-1设置在上部2-3的外部;所述的下部2-4为空心圆台结构,且上端为粗口端,下端为细口端,粗口端的外径等于上部2-3的外径,且上部2-3和下部2-4的轴线重合;所述的外环喷嘴2为一体结构;所述的下部2-4的空腔为圆台形,且上端为粗口端,下端为细口端,所述的下部2-4的内壁的弧度与内环喷嘴1的凸块1-2-1的外壁弧度相同;
所述的连接件3是由两根水管3-2、激光枪头连接管3-5和水冷部3-6组成;所述的连接件3为一体结构;所述的激光枪头连接管3-5设置于水冷部3-6的上方,激光枪头连接管3-5的外壁上端设置卡接凹槽3-4,激光枪头连接管3-5为空心结构且内部的第一空腔3-3为圆柱形;所述的水冷部3-6的内部中心设置第二空腔3-8,第二空腔3-8为圆柱形,第二空腔3-8的内壁上设置内螺纹,且第二空腔3-8的直径大于第一空腔3-3的直径;所述的连接件3的第二空腔3-8的高度与内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的高度相等;所述的水冷部3-6的内部上端靠近外沿水平设置一个水冷圆弧形通道3-1,水冷圆弧形通道3-1的两端分别与两根水管3-2连通,两根水管3-2设置在水冷部3-6的外部;所述的水冷部3-6的内部下端靠近外沿水平设置一个环形凹槽3-7,所述的环形凹槽3-7的下端为敞开式,所述的环形凹槽3-7的内壁上设置内螺纹;
内环喷嘴1设置在外环喷嘴2的内部,内环喷嘴1的9个凸块1-2-1的侧壁与外环喷嘴2的下部2-4的内壁紧密贴合,连接件3设置在内环喷嘴1和外环喷嘴2的正上方,连接件3的环形凹槽3-7的内壁与外环喷嘴2的上部2-3的外壁上部螺纹连接,连接件3的第二空腔3-8的内壁与内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的外壁螺纹连接;内环喷嘴1的圆柱体螺纹管1-7的上端面与连接件3的第二空腔3-8的上端面紧密贴合;外环喷嘴2的上部2-3的上端面与连接件3的环形凹槽3-7的上端面有1mm的间隙;
所述的光滑圆台1-4的外壁距离凸块1-2-1的侧壁0.4mm;所述的内环喷嘴1的外壁的表面粗糙度Ra为1.6μm;所述的外环喷嘴2的内壁的表面粗糙度Ra为1.6μm;所述的内环喷嘴1的同轴度小于等于0.01mm;所述的外环喷嘴2的同轴度小于等于0.01mm;所述的内环喷嘴1的光滑圆台1-4的高度为40mm。
本试验的精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴的工作原理:先通过连接件3的卡接凹槽3-4连接上方的激光枪头的,然后通过两根水管3-2通入冷却水至连接件3中,同时通过第一空腔3-3送入同轴保护气,然后通过3个送粉管2-1开始送入粉末,再通过第一空腔3-3开启激光进行熔覆,熔覆结束后,关闭激光,再关闭粉末,最后关闭冷却水和同轴保护气。
本试验的优点:
本试验的内环喷嘴1上所设计的9-棱柱1-6可以将入射到外环喷嘴2中的粉末打散变成均匀分布的粉末,粉末落入到内环喷嘴1的分散粉末结构1-2的上端面1-2-3上,顺着斜面向外沿倾斜,然后通过9个槽道1-2-2向下落,由于光滑圆台1-4的上端直径小于分散粉末结构1-2的下端直径,所以光滑圆台1-4的外壁和外环喷嘴2的下部2-4的内壁存在均匀间隙4(如图4所示),可以保证粉末喷出后具有良好的汇聚性,粉末通过此间隙4下落最终汇到喷嘴下方的一点,最终形成小于0.5mm的均匀汇聚粉斑。
本试验的连接件3上所设计的水冷圆弧形通道3-1可以保证喷嘴长时间连续工作时具有良好的冷却效果,提高喷嘴的连续工作稳定性及耐用性。
本试验的喷嘴配合合适的工艺,粉末利用率达到80%以上。
本试验的喷嘴适用的粉末:粉末粒径为20μm~100μm的钛合金、铝合金、镍基合金以及铁基合金粉末。
本试验的喷嘴适用的激光功率为500W~2000W。
Claims (7)
1.一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,其特征在于精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴是由内环喷嘴(1)、外环喷嘴(2)和连接件(3)组成;
所述的内环喷嘴(1)的内部为从上至下贯穿的圆台形空腔(1-1),所述的圆台形空腔(1-1)的上端为粗口端,下端为细口端;所述的内环喷嘴(1)的外部从上至下依次为圆柱体螺纹管(1-7)、9-棱柱(1-6)、圆柱体垫片(1-3)、分散粉末结构(1-2)和光滑圆台(1-4)组成;所述的内环喷嘴(1)为一体结构;所述的圆柱体螺纹管(1-7)、9-棱柱(1-6)、圆柱体垫片(1-3)、分散粉末结构(1-2)和光滑圆台(1-4)的轴线重合;所述的9-棱柱(1-6)为正棱柱;所述的圆柱体螺纹管(1-7)的截面半径小于9-棱柱(1-6)的截面半径,且圆柱体螺纹管(1-7)的外壁设置外螺纹;所述的圆柱体垫片(1-3)的截面半径等于9-棱柱(1-6)的截面半径;所述的分散粉末结构(1-2)的上端面(1-2-3)为倾斜面,从中心到外沿连续向下倾斜;所述的分散粉末结构(1-2)的侧壁是由9个槽道(1-2-2)和9个凸块(1-2-1)组成,每个槽道(1-2-2)和每个凸块(1-2-1)交错布置,所述的9个凸块(1-2-1)的侧壁为圆台形状的侧壁,且上端为粗口端,下端为细口端;所述的槽道(1-2-2)是由凸块(1-2-1)的侧壁所在的曲面向内凹形成的竖直凹槽,且槽道(1-2-2)为上宽下窄的结构;所述的光滑圆台(1-4)的上端为粗口端,下端为细口端,且光滑圆台(1-4)的上端直径小于分散粉末结构(1-2)的下端直径;所述的光滑圆台(1-4)的外壁的弧度与凸块(1-2-1)的外壁弧度相同;所述的9-棱柱(1-6)的9个侧棱分别正对着下方的九个槽道(1-2-2)的中轴线;
所述的外环喷嘴(2)是由3个送粉管(2-1)、上部(2-3)和下部(2-4)组成;所述的上部(2-3)为空心圆柱体且空腔为圆柱形,上部(2-3)的外壁上部设置外螺纹,所述的上部(2-3)的侧壁同一水平线上均匀布置3个通孔(2-2),3个送粉管(2-1)分别与3个通孔(2-2)连通,且3个送粉管(2-1)设置在上部(2-3)的外部;所述的下部(2-4)为空心圆台结构,且上端为粗口端,下端为细口端,粗口端的外径等于上部(2-3)的外径,且上部(2-3)和下部(2-4)的轴线重合;所述的外环喷嘴(2)为一体结构;所述的下部(2-4)的空腔为圆台形,且上端为粗口端,下端为细口端,所述的下部(2-4)的内壁的弧度与内环喷嘴(1)的凸块(1-2-1)的外壁弧度相同;
所述的连接件(3)是由两根水管(3-2)、激光枪头连接管(3-5)和水冷部(3-6)组成;所述的连接件(3)为一体结构;所述的激光枪头连接管(3-5)设置于水冷部(3-6)的上方,激光枪头连接管(3-5)的外壁上端设置卡接凹槽(3-4),激光枪头连接管(3-5)为空心结构且内部的第一空腔(3-3)为圆柱形;所述的水冷部(3-6)的内部中心设置第二空腔(3-8),第二空腔(3-8)为圆柱形,第二空腔(3-8)的内壁上设置内螺纹,且第二空腔(3-8)的直径大于第一空腔(3-3)的直径;所述的连接件(3)的第二空腔(3-8)的高度与内环喷嘴(1)的圆柱体螺纹管(1-7)的高度相等;所述的水冷部(3-6)的内部上端靠近外沿水平设置一个水冷圆弧形通道(3-1),水冷圆弧形通道(3-1)的两端分别与两根水管(3-2)连通,两根水管(3-2)设置在水冷部(3-6)的外部;所述的水冷部(3-6)的内部下端靠近外沿水平设置一个环形凹槽(3-7),所述的环形凹槽(3-7)的下端为敞开式,所述的环形凹槽(3-7)的内壁上设置内螺纹;
内环喷嘴(1)设置在外环喷嘴(2)的内部,内环喷嘴(1)的9个凸块(1-2-1)的侧壁与外环喷嘴(2)的下部(2-4)的内壁紧密贴合,连接件(3)设置在内环喷嘴(1)和外环喷嘴(2)的正上方,连接件(3)的环形凹槽(3-7)的内壁与外环喷嘴(2)的上部(2-3)的外壁上部螺纹连接,连接件(3)的第二空腔(3-8)的内壁与内环喷嘴(1)的圆柱体螺纹管(1-7)的外壁螺纹连接;内环喷嘴(1)的圆柱体螺纹管(1-7)的上端面与连接件(3)的第二空腔(3-8)的上端面紧密贴合;外环喷嘴(2)的上部(2-3)的上端面与连接件(3)的环形凹槽(3-7)的上端面有1mm的间隙。
2.根据权利要求1所述的一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,其特征在于所述的光滑圆台(1-4)的外壁距离凸块(1-2-1)的侧壁0.3mm~0.4mm。
3.根据权利要求1所述的一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,其特征在于所述的内环喷嘴(1)的外壁的表面粗糙度Ra小于等于1.6μm。
4.根据权利要求1所述的一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,其特征在于所述的外环喷嘴(2)的内壁的表面粗糙度Ra小于等于1.6μm。
5.根据权利要求1所述的一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,其特征在于所述的内环喷嘴(1)的同轴度小于等于0.01mm。
6.根据权利要求1所述的一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,其特征在于所述的外环喷嘴(2)的同轴度小于等于0.01mm。
7.根据权利要求1所述的一种精密同轴送粉式激光熔覆喷嘴,其特征在于所述的内环喷嘴(1)的光滑圆台(1-4)的高度大于30mm且小于50mm。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993013871A1 (fr) * | 1992-01-07 | 1993-07-22 | Electricite De Strasbourg (S.A.) | Buse coaxiale de traitement superficiel sous irradiation laser, avec apport de materiaux sous forme de poudre |
CN201190183Y (zh) * | 2008-05-23 | 2009-02-04 | 北京工业大学 | 一种激光熔覆同轴精确送粉系统 |
CN101942656A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-01-12 | 华南理工大学 | 一种激光喷嘴装置及其粉末均匀分布的方法 |
KR20160046642A (ko) * | 2014-10-21 | 2016-04-29 | 한국원자력연구원 | 3d 레이저 프린터용 파우더 공급장치 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993013871A1 (fr) * | 1992-01-07 | 1993-07-22 | Electricite De Strasbourg (S.A.) | Buse coaxiale de traitement superficiel sous irradiation laser, avec apport de materiaux sous forme de poudre |
CN201190183Y (zh) * | 2008-05-23 | 2009-02-04 | 北京工业大学 | 一种激光熔覆同轴精确送粉系统 |
CN101942656A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-01-12 | 华南理工大学 | 一种激光喷嘴装置及其粉末均匀分布的方法 |
KR20160046642A (ko) * | 2014-10-21 | 2016-04-29 | 한국원자력연구원 | 3d 레이저 프린터용 파우더 공급장치 |
CN108677186A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-19 | 中国矿业大学 | 一种自旋式复合冷却送粉头喷嘴 |
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