CN110091503A - 适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，包括连接支架、两个单侧喷嘴、两个转轴连接器和喷嘴倾角调节装置；连接支架用于连接激光器的出光口，两个单侧喷嘴对称安装在连接支架两侧，每个单侧喷嘴的顶端与连接支架通过一所述转轴连接器相铰接，单侧喷嘴能够以转轴连接器为轴转动；两个单侧喷嘴的下端围成的激光输出口为条形；单侧喷嘴的喷粉通道和外保护气体通道的输出端均为条形。本发明的同轴送粉喷嘴能够适用于产生条形光斑的半导体激光器；同时，通过单侧喷嘴在喷嘴倾角调节装置的调节作用下，以转轴连接器为轴转动，能够实现单侧喷嘴相对位置在一定范围进行调整，从而能够适应不同需求。

Description

适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴

技术领域

本发明涉及一种激光增材制造喷嘴，具体是一种适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴。

背景技术

送粉喷嘴是激光增材制造系统的关键部件之一，其对激光增材制造的质量有至关重要的影响，同轴送粉喷嘴因具有送粉流各向同性并且适宜于3D打印的特点而获得广泛应用。但目前所使用和报道的都是适用于圆形光斑的同轴送粉喷嘴，这些喷嘴广泛的应用于各类固体激光器、气体激光器及光纤激光器等圆形输出光斑的激光增材制造设备，但这些工业加工激光器要么设备昂贵，如固体和光纤激光器，要么运营成本很高如CO₂激光器，近些年，随着大功率阵列半导体激光器的商业化，因其优秀的性能价格比及低廉的运营、维护成本备受业界关注。

虽然大功率阵列半导体激光器输出光斑为条形，汇聚性能不如其他类型工业激光器，随着其输出功率的不断提高，已经可以达到激光熔烧所需的激光亮度(或者称单位面积的激光功率)，又因为条形光斑远大于传统的圆形光斑尺寸，使得采用大功率阵列半导体激光器为激光光源的熔烧设备具有更快的加工速度与效率，更适合于大型设备的激光熔烧。

综上可见，因大功率阵列半导体激光器的输出光斑为条形，而传统的同轴送粉喷嘴都是适用于圆形光斑的圆形喷嘴，无法直接用于半导体激光器，故而多采用旁轴送粉喷嘴，使其应用受到很大限制。因此，研究一种能够直接用于大功率阵列半导体激光器条形光斑或条形分布的光斑而设计的送粉喷嘴，对于扩大激光熔烧的加工范围，满足激光熔烧三维立体制造技术的发展需要，具有重要的现实意义和实际应用价值。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术解决方案：

一种适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，包括连接支架、两个单侧喷嘴、两个转轴连接器和喷嘴倾角调节装置；所述连接支架用于连接激光器的出光口，所述两个单侧喷嘴对称安装在连接支架两侧，每个单侧喷嘴的顶端与连接支架通过一所述转轴连接器相铰接，单侧喷嘴能够以转轴连接器为轴转动；每个单侧喷嘴的下半部分通过所述喷嘴倾角调节装置与连接支架相连，单侧喷嘴在喷嘴倾角调节装置的调节作用下以转轴连接器为轴转动；所述两个单侧喷嘴的下端围成的激光输出口为条形；单侧喷嘴包括喷嘴外壳，喷嘴外壳内由外向里依次设有外侧冷却水道、外保护气体通道、喷粉通道和内侧冷却水道四个空腔；所述外侧冷却水道、外保护气体通道、喷粉通道和内侧冷却水道均为上大下小的倒梯形柱结构；所述外保护气体通道的排气端为条形喷气出口，所述喷粉通道的出粉端设有条形多孔喷粉板。

进一步的，所述连接支架包括连接件、两块横向挡板、两块纵向挡板和内保护气体入口；所述两块横向挡板的上半部分和两块纵向挡板围成一激光通道；连接件为一中心开有矩形孔的矩形板，连接件固定在上述激光通道端口，且该端口上覆有激光覆口镜；所述两块纵向挡板的下端分别通过转轴连接器与两个单侧喷嘴的顶端铰接，单侧喷嘴能够以转轴连接器为轴转动；每个单侧喷嘴的下半部分通过一所述喷嘴倾角调节装置与挡板连接，其中一块纵向挡板上靠近连接件的一端设有一内保护气体入口。

进一步的，在所述连接件与半导体激光器出光口连接处设有一圈气密性材料。

进一步的，所述单侧喷嘴的外侧冷却水道的顶端两侧分别设有外侧冷却水入水口和外侧冷却水出水口；内侧冷却水道的顶端两侧分别设有内侧冷却水入水口和内侧冷却水出水口；所述外保护气体通道的进气端设置一个外保护气体入气口，排气端为条形喷气出口；所述喷粉通道的入口设置多个入粉口，所述条形多孔喷粉板上均匀设置有多个喷粉孔。

进一步的，在每个所述单侧喷嘴的喷粉通道的两侧靠近出粉端处设置有喷粉指示器。

进一步的，所述喷粉指示器包括4个可见波段半导体激光二极管，喷粉指示器所指方向与喷粉通道的中轴线一致。

进一步的，在所述喷粉通道靠近外保护气体通道一侧上设置多个混粉碰撞柱。

进一步的，所述每个入粉口下对应设置6个呈1、2、3排列的碰撞柱。

进一步的，每一个所述喷粉孔为锥角小于5°的锥状。

进一步的，所述喷嘴倾角调节装置包括齿轮、传动轴、驱动装置、弧形齿条和弧形槽，所述驱动装置位于横向挡板外侧，驱动装置通过横穿横向挡板的传动轴连接驱动齿轮；在每个单侧喷嘴的两侧的喷粉指示器的上方位置各有一个以转轴连接器为圆心的弧形槽，并在弧形槽的一边铣出弧形齿条，齿轮与弧形齿条啮合。

本发明的创新点及有益效果如下：

本发明的两个单侧喷嘴的下端围成的激光输出口为条形，且单侧喷嘴的外保护气体通道的排气端为条形喷气出口，喷粉通道的出粉端设有条形多孔喷粉板，能够适用于产生条形光斑的半导体激光器；同时，通过单侧喷嘴在喷嘴倾角调节装置的调节作用下，以转轴连接器为轴转动，能够实现单侧喷嘴相对位置在一定范围进行调整，从而能够适应不同功率及不同喷粉方向的二维激光熔烧，亦可用于三维激光熔烧。另外，由于采用双侧条形汇聚喷粉方式，使得所形成的粉末带与激光光斑一致，当采用更高功率的阵列半导体激光器可以大幅提高激光熔覆效率；由于采用双侧保护气，在粉末两侧形成气帘，增加粉末的均匀性、方向性和汇聚性，提高粉末利用率，同时可防止熔覆区的高温氧化作用，提高覆层质量；由于采用内外双侧水冷，使得喷嘴具有很强的水冷能力，可用于大功率、长时间连续加工，提升熔覆效率和延长喷嘴寿命。

附图说明

图1为本发明的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴的结构示意图。

图2为本发明的的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴的内部结构示意图。

图3为单侧喷嘴内的结构示意图。

图4为单侧喷嘴顶部各入口的结构示意图。

图5为喷粉通道内混粉柱的结构示意图。

图6为本发明的底部的结构示意图。

图7为喷粉孔的分布示意图。

图8为喷粉孔的形状示意图，a、圆形立体图，b、圆形俯视图，c、椭圆形俯视图，d、方形立体图，e、方形俯视图，f、矩形俯视图。

图9为本发明的喷嘴的送粉流程图。

图10为喷嘴倾角调节装置的结构示意图。

图11为不同熔覆角度的喷粉指示调节参考示意图。

以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步解释说明。

具体实施方式

如图1所示，本发明的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，包括连接支架、两个单侧喷嘴、两个转轴连接器和喷嘴倾角调节装置；其中，连接支架用于连接激光器的出光口，两个单侧喷嘴对称安装在连接支架两侧，每个单侧喷嘴的顶端与连接支架通过一转轴连接器相铰接，单侧喷嘴能够以转轴连接器为轴转动；每个单侧喷嘴的下半部分通过喷嘴倾角调节装置与连接支架相连，单侧喷嘴在喷嘴倾角调节装置的调节作用下以转轴连接器为轴转动，实现单侧喷嘴相对于半导体激光器的位置在一定范围进行调整；两个单侧喷嘴的下端围成的激光输出口为条形(参见图6)；单侧喷嘴包括喷嘴外壳，喷嘴外壳内由外向里依次设有外侧冷却水道6、外保护气体通道7、喷粉通道8和内侧冷却水道9四个空腔；为保证喷粉的汇聚性，外侧冷却水道6、外保护气体通道7、喷粉通道8和内侧冷却水道9均为上大下小的倒梯形柱结构；外保护气体通道7的排气端为条形喷气出口7-2，喷粉通道8的出粉端设有条形多孔喷粉板。

上述技术方案中，两个单侧喷嘴的下端围成的激光输出口为条形，且单侧喷嘴的外保护气体通道7的排气端为条形喷气出口7-2，喷粉通道8的出粉端设有条形多孔喷粉板，因此本发明的同轴送粉喷嘴能够适用于产生条形光斑的半导体激光器；同时，通过单侧喷嘴在喷嘴倾角调节装置的调节作用下，以转轴连接器为轴转动，能够实现单侧喷嘴相对位置在一定范围进行调整，从而能够适应不同功率及不同喷粉方向需求。

以下详细介绍本发明的每个功能部件的具体结构设计。

一、连接支架

如图2所示，连接支架包括连接件1、两块横向挡板2、两块纵向挡板3和内保护气体入口4；其中，两块横向挡板2的上半部分和两块纵向挡板3围成一激光通道；可选的，连接件1为一矩形金属板，其中心开有矩形孔；矩形孔的大小与半导体激光器出光口相匹配，连接件1固定在上述激光通道端口，且该端口上覆有激光覆口镜16；连接件1用于将本发明的喷嘴固定在半导体激光器出光口上，以保证本发明的喷嘴与阵列半导体激光器出光口相对位置固定；固定后激光器出光口处于连接件1的中心位置，且与激光通道的走向匹配。可选的，在连接件1与半导体激光器出光口连接处加入一圈气密性材料(如橡胶垫、玻璃胶等)，以保证其气密性，避免内侧保护气从连接件1处漏出。

两块纵向挡板3的下端分别通过转轴连接器5与两个单侧喷嘴的顶端铰接，单侧喷嘴能够以转轴连接器5为轴转动；转轴连接器5加工时须保证气密性；每个单侧喷嘴的下半部分通过一喷嘴倾角调节装置与挡板2连接。单侧喷嘴在喷嘴倾角调节装置的调节作用下以转轴连接器5为轴转动，实现单侧喷嘴相对于半导体激光器的位置在一定范围进行调整。

其中一块纵向挡板3上靠近连接件1的一端设有一内保护气体入口4，用于注入内保护气体。内保护气通道的作用：①使得喷嘴喷出的粉末在熔覆区形成均匀的“粉末帘”，较好的提高了粉末均匀性，熔覆粉末在载气及保护气体作用下，可实现均匀分布及良好的粉末聚焦功能，②内保护气通入后，在连接支架的矩形通道中扩散并沿矩形通道流动直至从内保护气体出口流出，在喷嘴中心形成与激光束方向一致的内保护气帘，使激光覆口镜免受热气和溅射的污染，有效提高的激光覆口镜寿命，同时可提高喷粉均匀度。可选的，内保护气体入口4为圆形，直径6～8mm；内保护气体出口长度与喷粉长度、激光束长度匹配，宽度与两个单侧喷嘴调节角度有关联。保护气体采用氦气、氩气或氮气。

二、单侧喷嘴

如图2、图3、图4所示，单侧喷嘴的功能包括水冷部分、气体保护部分和喷粉部分。

水冷部分：在熔烧过程中，喷嘴底部与熔池的距离很小，喷嘴要承受来自反射的激光以及熔池所带来的很高的热辐射，因此喷嘴在结构上必须设置有效的水冷装置。为提高冷却效果，两个单侧喷嘴上都设置了内侧冷却水通道9和外侧冷却水通道6，双侧水冷可使喷嘴长时间连续工作，提高喷嘴利用率。外侧冷却水道6的顶端两侧分别设有外侧冷却水入水口6-1和外侧冷却水出水口6-2；内侧冷却水道9的顶端两侧分别设有内侧冷却水入水口9-1和内侧冷却水出水口9-2。内侧冷却水通道9和外侧冷却水通道6分别从内、外两侧直接冷却喷嘴，均采用循环水冷方式，通过冷却水带走长时间加工而蓄积在喷嘴上的热量。为了提高水冷效率，采用入水口管伸出较长，也即冷却水入水口6-1，9-1在冷却水通道内延伸到接近底部位置，出水口在冷却水通道内刚好凸出或不凸出即可。当然，也可采用效率更高的蛇形或S型水道，但加工难度较大。

气体保护部分：外保护气体通道7为上大下小的倒梯形柱结构，其进气端设置一个外保护气体入气口7-1；其排气端为条形喷气出口7-2。外保护气通道7的作用：①用于形成保护气帘，增加粉末的汇聚性，使其处于高压气帘内保持良好的方向性和汇聚性，提高粉末利用率和覆层质量，延长喷嘴寿命，②防止粉末飞溅对喷嘴的影响，保证喷嘴的喷粉孔不发生堵塞，③防止氧化，提高覆层质量；内侧保护气形成保护气帘，可提高激光覆口镜的寿命，免受热气和溅射的污染，同时可提高喷粉均匀度；

上述方案中，内、外保护气体入气口均采用单入口设计。可选的，如果激光束长度较长(大于40mm)，则考虑采用双入口或三入口，(如果多入口，在通道上端依次等距布置)以保证条形喷气口所喷气体的均匀性。保护气体采用氦气、氩气或氮气。

喷粉部分：为保证喷粉均匀性，喷粉通道8的设计需要从入粉、混粉和喷粉3方面考虑。首先，喷粉通道8的入口设置k(k≥2)个入粉口8-1，入粉口的数量主要由喷嘴长度决定，喷嘴越长，入粉口数量也越多，根据实验数据，相邻入粉口8-1距离不大于15mm，通常不会影响喷粉均匀性；其次，在喷粉通道8靠近外保护气体通道7一侧上设置多个凸起的圆柱，即混粉碰撞柱8-2，其排列如图3、5所示，其直径约2mm，高度以不触及靠近内侧冷却水道9一侧的隔板为原则，其作用是通过高速粉末与混粉碰撞柱8-2多次碰撞，进一步提高喷粉均匀度；优选的，混粉碰撞柱8-2共3排，如图5所示，每个入粉口下对应设置6个呈1、2、3排列的碰撞柱8-2。混粉碰撞柱8-2的设计属于本发明的喷嘴的独特设计，其作用就是提高喷粉均匀性，即在入粉口8-1较少情况下亦可获得较均匀的喷粉输出，这一设计对于较长激光(特别是长度大于30mm的条形激光)输出光束情况下特别有效。无混粉碰撞柱所带来的弊端是与每个入粉口垂直位置的喷粉密度较大，两个入粉口之间对应位置喷粉密度较小，易形成喷粉波浪形分布。

如图6所示，单侧喷嘴的出粉端(即喷粉通道8的出粉端)设有条形多孔喷粉板，该条形多孔喷粉板上均匀设置有多个喷粉孔8-3；喷粉孔8-3的结构设计对喷粉均匀性有着很大的影响。为了提高喷粉行程、喷粉均匀性和粉末利用率，每一个喷粉孔8-3为锥角在5°以内锥状。实际上，喷粉孔最佳锥角Φ的设计除了与喷粉孔径D与喷粉行程L(喷粉孔与加工件距离)有关外，还与载气流速、粉末类型、混粉量等因素有关，严格计算过于复杂，根据实验拟合的在常规情况下(也即不考虑载气流速、粉末类型、混粉量等因素变化的情况下)得到的如下经验公式：

sinΦ≈2D/L

如果喷粉孔8-3直径1.5mm，喷粉行程40mm，则得到最佳锥角为4.3°；可选的，如图8所示，锥角5°以内，喷粉孔8-3的横截面采用如下几种形式：图8(a)和图8(b)所示的圆形，图8(c)所示的椭圆形，图8(d)和图8(e)所示的方形，图8(f)所示的矩形。其中以圆形加工最为方便，以圆形为例，直径为0.5mm-3mm。可选的，条形多孔喷粉板单独加工，如图7所示，将其嵌入到喷嘴的出粉口位置，独立设计的目的是能够根据需要更换不同的出粉口。

喷粉过程如图9所示，由送粉器输出的粉末经一条送粉管达到分料阀，通过分料阀(采用市场销售的2k路分料阀)将粉末均匀地分成2k路，再分别接入2k个送粉口——也即2个单侧喷嘴的共2k个入粉口8-1，然后在两个喷粉通道8中与混粉碰撞柱8-2碰撞，进行碰撞混粉，最后经由条形多孔喷粉口喷出，两侧的条状喷粉孔所喷粉末汇聚成一个与激光光斑同样大小的条状或长矩形粉末带，可大幅提升熔覆效率和粉末利用率。可选的，载粉气体采用氦气、氩气或氮气。

优选的，在每个单侧喷嘴的喷粉通道8的两侧靠近出粉端处设置有喷粉指示器10；喷粉指示器10用于指示单侧喷嘴的喷粉位置；可选的，喷粉指示器10包括4个可见波段半导体激光二极管，分别安装如图3、图6所示。喷粉指示器10所指方向与喷粉通道8的中轴线一致，是在标准载气流速和标准喷粉量情况下，喷嘴垂直向下喷粉所喷出的方向，同侧的激光二极管所发激光的交汇点指示标准情况下喷粉边界位置，两侧激光二极管所发激光的两个交汇点之间便是条形粉末汇聚线，其在加工件上光点显示的是喷粉区域。通过喷粉指示器10配合条形半导体激光器的光斑位置指示器(激光器自带)通过喷嘴倾角调节装置，进行最佳喷粉状态调节，常规情况(激光头垂直向下，用于水平面二维熔覆情况)下只需要将二者重合即可达到最佳喷粉状态，对于非常规则需要根据熔覆现场情况，考虑重力影响、粉末颗粒、粉末载气流速和喷粉量进行相应调节。

三、转轴连接器

转轴连接器结构如图2、3所示，为具有良好气密性的合页状结构，转轴连接器上端与连接支架的纵向挡板3连接，下端与单侧喷嘴相连，使得单侧喷嘴能够绕转轴连接器转动。

四、喷嘴倾角调节装置

喷嘴倾角调节装置的结构如图10所示；包括齿轮13、传动轴14、驱动装置15、弧形齿条12和弧形槽11；其中，驱动装置15位于横向挡板2外侧，驱动装置15通过横穿横向挡板2的传动轴14连接驱动齿轮13；在每个单侧喷嘴的两侧的喷粉指示器10的上方位置各铣出一个以转轴连接器为圆心的弧形槽11，弧形槽11的位置尽量靠近喷嘴的下端，以减小调节误差，并在弧形槽11的一边铣出弧形齿条12，用于配合喷嘴倾角调节装置调节单侧喷嘴的倾角；齿轮13与弧形齿条12啮合。可选的，驱动装置15采用手动旋钮或步进电机。

喷嘴倾角调节装置安装在侧向挡板2下部靠近两个角的位置，用于控制两个转轴连接器进行一定角度转动，通过调节喷嘴最佳喷粉角度，以期达到和激光器达到最佳配合。喷嘴倾角调节装置固定于连接支架的侧向挡板2的下方。如果采用手动调节，喷嘴倾角调节装置建议设为2个，在每个单侧喷嘴上安装一个喷嘴倾角调节装置，2个喷嘴倾角调节装置可以在单侧，亦可在双侧；将喷嘴倾角调节装置固定在横向挡板2与单侧喷嘴对应位置，传动轴14穿过侧向挡板2，内侧固定齿轮13嵌入弧形槽11并与弧形齿条12啮合；每个喷嘴倾角调节装置调节一个单侧喷嘴，通过手动旋转驱动装置15，由于其可以获得较大扭矩，通过传动轴14和齿轮13以刚性扭转力矩带动单侧喷嘴转动。如采用步进电机调节，则需加装步进电机控制器(其属于成熟技术)，可采用4个喷嘴倾角调节装置，也即4个步进电机，每个单侧喷嘴两边配置2个步进电机为一组(一侧一个)，这2个电机须同步控制，2组之间可同步控制相向运动，也可每组单独控制，主要用于一些特殊情况下熔覆，如非垂直喷粉、异形曲面或其他特殊要求。采用4个步进电机作为驱动装置15，可以获得更好的平顺性，同时也可以减小对步进电机扭矩的要求。

通过喷嘴倾角调节装置，配合激光器的光斑指示器和喷粉指示器10，使得激光熔烧适应于不同熔烧角度(可以与三维机器臂配合——即将激光器与喷嘴装在机器臂进行熔烧加工)、不同光斑、不同载气流速、不同喷粉量和不同粉末的喷粉需求。这些特征主要通过喷粉指示器汇聚点与激光器焦点相对位置进行调整，条形光斑时，下喷时采用与激光器相同的聚焦方式(参见图11(a))，也即喷粉指示器汇聚点与激光器焦点(光斑指示器指示位置)重合，上喷时，喷粉指示器汇聚点比激光器焦点略远(参见图11(b))，侧喷时，喷粉指示器汇聚点比激光器焦点(光斑指示器指示位置)略偏上一点(参见图11(c))。

喷嘴倾角调节装置配合喷粉指示器10对喷嘴进行调节，喷粉指示器10所指方向是在标准载气流速和标准喷粉量情况下，垂直向下喷粉所喷出的方向，标准情况下喷粉采用与激光器相同的对焦方式，通常也是采用上离焦，对于条形光斑若激光器经验上多采用3mm或者更大的上离焦，喷粉也可采用相同的上离焦，以便粉末能均匀覆盖所有光斑区域，有些情况则需要实践中加以总结，以获得最佳喷粉角度。

在材料选择上，应当选择导热性较好，硬度较高的材料来制作本发明的喷嘴，如紫铜。

实施例：

本实施例中，采用输出波长为975nm，输出功率为12kW，输出光斑宽度为36mm的半导体激光器，连接支架采用2mm不锈钢板加工而成内宽30mm长50mm的矩形方框结构，纵向挡板3高度为30mm，纵向挡板3一侧中心位置设置内保护气入口，内径取Ф6mm，侧向挡板2高度为70mm，在离侧边2mm高10mm处开孔，用于安装手动旋钮或轴(当然也可用微型步进电机)，纵向挡板3下方安装一个转轴，即转轴连接器5。

单侧喷嘴采用导热性能良好的紫铜材料，入粉口8-1采用3个，分别位于15mm、25mm、35mm处，口径为Ф4mm，混粉柱8-2采用Ф1.2mm圆柱，喷粉孔8-3为均匀排列30个上口径为Ф1.2mm，下口径为Ф1mm的锥形喷粉头；条形多孔喷粉板两头各镗一个圆孔，用于安装喷粉指示器10，喷粉指示器10采用波长650nm的LD，功率达到肉眼可见即可；外保护气体入气口7-1均采用单一保护气入口，内径为Ф4mm，上大下小的锥状腔体，条形喷气出口7-2采用1mm*40mm的条形结构，喷气方向与喷粉方向平行或略小；内、外水冷进口和出口均采用Ф4mm。利用本实例所述送粉喷嘴最佳加工距离(喷嘴下方与加工件之间最佳加工距离)为28mm～33mm，加工时采用正离焦1～6mm。

Claims (10)

1.一种适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，包括连接支架、两个单侧喷嘴、两个转轴连接器和喷嘴倾角调节装置；所述连接支架用于连接激光器的出光口，所述两个单侧喷嘴对称安装在连接支架两侧，每个单侧喷嘴的顶端与连接支架通过一所述转轴连接器相铰接，单侧喷嘴能够以转轴连接器为轴转动；每个单侧喷嘴的下半部分通过所述喷嘴倾角调节装置与连接支架相连，单侧喷嘴在喷嘴倾角调节装置的调节作用下以转轴连接器为轴转动；所述两个单侧喷嘴的下端围成的激光输出口为条形；单侧喷嘴包括喷嘴外壳，喷嘴外壳内由外向里依次设有外侧冷却水道、外保护气体通道、喷粉通道和内侧冷却水道四个空腔；所述外侧冷却水道、外保护气体通道、喷粉通道和内侧冷却水道均为上大下小的倒梯形柱结构；所述外保护气体通道的排气端为条形喷气出口，所述喷粉通道的出粉端设有条形多孔喷粉板。

2.如权利要求1所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，所述连接支架包括连接件、两块横向挡板、两块纵向挡板和内保护气体入口；所述两块横向挡板的上半部分和两块纵向挡板围成一激光通道；连接件为一中心开有矩形孔的矩形板，连接件固定在上述激光通道端口，且该端口上覆有激光覆口镜；所述两块纵向挡板的下端分别通过转轴连接器与两个单侧喷嘴的顶端铰接，单侧喷嘴能够以转轴连接器为轴转动；每个单侧喷嘴的下半部分通过一所述喷嘴倾角调节装置与挡板连接，其中一块纵向挡板上靠近连接件的一端设有一内保护气体入口。

3.如权利要求1所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，在所述连接件与半导体激光器出光口连接处设有一圈气密性材料。

4.如权利要求1所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，所述单侧喷嘴的外侧冷却水道的顶端两侧分别设有外侧冷却水入水口和外侧冷却水出水口；内侧冷却水道的顶端两侧分别设有内侧冷却水入水口和内侧冷却水出水口；所述外保护气体通道的进气端设置一个外保护气体入气口，排气端为条形喷气出口；所述喷粉通道的入口设置多个入粉口，所述条形多孔喷粉板上均匀设置有多个喷粉孔。

5.如权利要求1所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，在每个所述单侧喷嘴的喷粉通道的两侧靠近出粉端处设置有喷粉指示器。

6.如权利要求5所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，所述喷粉指示器包括4个可见波段半导体激光二极管，喷粉指示器所指方向与喷粉通道的中轴线一致。

7.如权利要求1～6任一所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，在所述喷粉通道靠近外保护气体通道一侧上设置多个混粉碰撞柱。

8.如权利要求7所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，所述每个入粉口下对应设置6个呈1、2、3排列的混粉碰撞柱。

9.如权利要求7所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，每一个所述喷粉孔为锥角小于5°的锥状。

10.如权利要求1所述的适用于条形光斑的同轴送粉喷嘴，其特征在于，所述喷嘴倾角调节装置包括齿轮、传动轴、驱动装置、弧形齿条和弧形槽，所述驱动装置位于横向挡板外侧，驱动装置通过横穿横向挡板的传动轴连接驱动齿轮；在每个单侧喷嘴的两侧的喷粉指示器的上方位置各有一个以转轴连接器为圆心的弧形槽，并在弧形槽的一边铣出弧形齿条，齿轮与弧形齿条啮合。