CN112893054A - 一种用于热障涂层的激光重熔设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于热障涂层的激光重熔设备，包括工作台以及机械臂，机械臂设置有激光源，机械臂带动激光源相对于工作台位移以加工工作台上待加工工件的不同部位，其特征在于：该激光重熔设备还包括保护气体供给器，其中，保护气体供给器包括气源、气管以及喷气头，气源通过气管向喷气头供气，喷气头具有透光孔，激光源发出的光线通过透光孔到达工作台上待加工的工件，喷气头靠近工作台的一端均布有喷气孔，喷气孔与透光孔相通，并且，喷气孔围绕透光孔，喷气头固定于机械臂。喷气孔设置可以在被加工区域的周围形成气墙，从而可以有效地将被加工区域与外界隔开，使得被加工区域可以被气体有效地保护，优化了激光重熔设备的应用性能。

Description

一种用于热障涂层的激光重熔设备

技术领域

本公开属于材料热障涂层处理技术领域，具体涉及一种用于热障涂层的激光重熔设备。

背景技术

热障涂层由于具有较好的隔热性能，在耐高温材料领域得到广泛应用。在对热障涂层进行处理时通常用激光重熔的处理方式使其具有更好的性能。

现有技术中的激光重熔设备在加工过程中需要通过保护气体对被加工材料进行气体保护，例如向被加工区域喷射氩气进行保护等。但是，现有技术中激光重熔设备的气体保护结构设计不合理，不能对被加工区域进行有效的气体保护。

发明内容

本公开提供了一种用于热障涂层的激光重熔设备，旨在解决现有技术中激光重熔设备气体保护结构设计不合理、无法有效地保护被加工区域的技术问题。

为了解决上述技术问题，本公开所采用的技术方案为：

一种用于热障涂层的激光重熔设备，包括工作台以及机械臂，所述机械臂设置有激光源，所述机械臂带动所述激光源相对于所述工作台位移以加工所述工作台上待加工工件的不同部位，该激光重熔设备还包括保护气体供给器，其中，所述保护气体供给器包括气源、气管以及喷气头，所述气源通过所述气管向所述喷气头供气，所述喷气头具有透光孔，所述激光源发出的光线通过所述透光孔到达所述工作台上待加工的工件，所述喷气头靠近所述工作台的一端均布有喷气孔，所述喷气孔与所述透光孔相通，并且，所述喷气孔围绕所述透光孔，所述喷气头固定于所述机械臂。

在实际使用过程中，激光源发出的光线通过喷气头的透光孔到达被加工区域。而喷气头靠近工作台的一端均布有喷气孔，且喷气孔围绕透光孔。气源通过气管向喷气头供气，进入喷气头内的气体通过喷气孔吹向被加工区域。喷气孔设置可以在被加工区域的周围形成气墙，从而可以有效地将被加工区域与外界隔开，使得被加工区域可以被气体有效地保护，优化了激光重熔设备的应用性能。

另外，喷气头固定于机械臂，喷气头可以随机械臂同步运动，喷气孔可以有效地将保护气体吹向被加工区域，进一步优化了激光重熔设备的使用性能。

优选的，所述喷气头包括内腔，所述喷气孔与所述内腔相通，所述喷气头设置有接嘴，所述接嘴与所述内腔相通，所述气管通过所述接嘴向所述内腔供应气体。

该设计使得气管易于与喷气头装配，激光重熔设备易于维护。

优选的，所述接嘴与所述喷气头为一体式结构，所述接嘴至少有两个，并且，所述接嘴均布于所述喷气头，以使气管供入所述内腔内的气体在内腔内分布均匀。

该设计使得接嘴可以均匀向内腔供气，气体在内腔内分布均匀，进而使得每个喷气孔可以均匀地喷出保护气体，优化了激光重熔设备的性能。

优选的，所述接嘴凸出所述喷接嘴的表面，所述接嘴设置有外螺纹，所述气管设置有与所述接嘴上外螺纹配合的内螺纹。

气管易于与接嘴装配，激光重熔设备易于维护。

优选的，所述内腔内设置有布气板，所述布气板至少有两块，并且，至少两块所述布气板沿所述喷气头的轴线方向设置，所述布气板的其中一端与所述内腔的侧壁之间形成气流通道，相邻两块所述布气板形成的气流通道相互错开。

通过设置布气板可以进一步使内腔内的气体分布均匀，进而使喷气孔可以均匀地喷出保护气体。

优选的，所述布气板与所述喷气头为一体式结构，所述布气板设置有分布气流的通气孔，所述通气孔均布于所述布气板。

布气板与喷气头连接性能好，延长了喷气头的使用寿命。

优选的，所述喷气头通过螺钉固定于所述机械臂，所述激光源的至少一部分位于所述透光孔内。

如此设计使得激光重熔设备结构紧凑，优化了激光重熔设备的应用性能。

优选的，所述喷气头设置有安装螺钉的凸耳，所述凸耳与所述喷气头为一体式结构，所述凸耳设置有安装所述螺钉的安装孔。

如此设计使得喷气头易于装配，进而使得激光重熔设备易于维护。

本公开的有益效果为：

1、喷气孔喷出的气体可以在被加工区域的周围形成气墙，可以有效地将被加工区域与外界隔开，优化了气体保护的性能，进而优化了激光重熔设备的应用性能。

2、喷气头固定于机械臂，喷气头可以随机械臂同步运动，从而使得喷气头可以尽量靠近被加工区域，进一步优化了气体保护的性能，提高了激光重熔设备的加工质量。

3、布气板的设置使得内腔内的气体分布均匀，进而喷气孔可以均匀喷出保护气体，提高了激光重熔设备的加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。

图1是本公开第一方向的示意图。

图2是本公开第二方向的示意图。

图3是本公开第三方向的示意图。

图4是喷气头的内部结构第一方向示意图，图中标记500表示气体被布气板导向后的流向。

图5是喷气头内部结构第二方向的示意图。

图6是喷气头内部结构第三方向的示意图。

图7是喷气头内部结构第四方向的示意图。

图中标号说明：

100-工作台，200-机械臂，300-激光源，400-保护气体供给器。

401-气源，402-喷气头，4021-透光孔，4022-喷气孔，4023-内腔，4024-接嘴，4025-布气板，4026-凸耳，4027-安装孔。

500-气体流向。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开，并不用于限定本公开。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开的保护范围。

实施例一

如图1至图7所示，一种用于热障涂层的激光重熔设备，包括工作台100以及机械臂200，所述机械臂200设置有激光源300，所述机械臂200带动所述激光源300相对于所述工作台100位移以加工所述工作台100上待加工工件的不同部位，该激光重熔设备还包括保护气体供给器400，其中，所述保护气体供给器400包括气源401、气管以及喷气头402，所述气源401通过所述气管向所述喷气头402供气，所述喷气头402具有透光孔4021，所述激光源300发出的光线通过所述透光孔4021到达所述工作台100上待加工的工件，所述喷气头402靠近所述工作台100的一端均布有喷气孔4022，所述喷气孔4022与所述透光孔4021相通，并且，所述喷气孔4022围绕所述透光孔4021，所述喷气头402固定于所述机械臂200。

在激光重熔设备中，通常采用氩气作为保护气体，保护气体主要用于将被加工区域与外界隔开，以避免空气中的成分损害被加工区域。

在实际应用过程，应尽量使保护气体对被加工区域进行有效地保护，使被加工区域与外界隔开，以获得良好的气体保护。

本实施例中，喷气孔4022喷出的保护气体会在被加工区域的周围形成气墙。气墙是指气体形成的隔离墙，可以有效地将被加工区域与外界隔开，外界空气不会损坏被加工区域，以使被加工工件获得良好的性能。

具体地说，喷气孔4022围绕透光孔4021，透光孔4021用于使激光源300发出的光线通过，此时，喷气孔4022喷出的气体围绕激光源300发出的光线，由于喷气孔4022喷出的气体吹向工件，因此，喷气孔4022与工件之间会形成气墙，以有效地保护被加工区域。

本实施例中的机械臂200配合工作台100应至少形成三轴位移，即X轴、Y轴以及Z轴，使激光源300可以加工被加工工件的各部位。更具体地说机械臂200可以集成Y轴与Z轴，而工作台100由可以沿X轴位移，以实现三轴联动。

对于激光源300的具体结构以及工作原理参照现有技术，在此不再详细说明。

实施例二

如图4至图7所示，本实施例是对喷气头402的具体结构进行进一步介绍，以进一步优化喷气头402的性能。所述喷气头402包括内腔4023，所述喷气孔4022与所述内腔4023相通，所述喷气头402设置有接嘴4024，接嘴4024与喷气头402可以为一体式结构，或者，接嘴4024也可以焊接于喷气头402上，所述接嘴4024与所述内腔4023相通，所述气管通过所述接嘴4024向所述内腔4023供应气体。

所述接嘴4024与所述喷气头402为一体式结构，所述接嘴4024至少有两个，并且，所述接嘴4024均布于所述喷气头402，以使气管供入所述内腔4023内的气体在内腔4023内分布均匀。

接嘴4024与喷气头402之间应具备良好的密封特性，以防止气体泄露。

所述接嘴4024凸出所述喷接嘴4024的表面，所述接嘴4024设置有外螺纹，所述气管设置有与所述接嘴4024上外螺纹配合的内螺纹。

在气管上可以设置连接头，内螺纹设置于连接头上，以将气管与接嘴4024连接。气管宜采用软质管材，以使气管可以方便地折弯，从而使气管适应机械臂200的位移。气管在图中未示出，当气源401具有较小的体积时，气源401也可以固定于机械臂200。通常气源401为气罐，气罐可以通过卡接或螺纹连接等可拆连接方式设置于机械臂200。

实施例三

如图4至图7所示，本实施着重介绍喷气头402的内部结构，以使气体在内腔4023内分布均匀。所述内腔4023内设置有布气板4025，所述布气板4025至少有两块，并且，至少两块所述布气板4025沿所述喷气头402的轴线方向设置，所述布气板4025的其中一端与所述内腔4023的侧壁之间形成气流通道，相邻两块所述布气板4025形成的气流通道相互错开。

所述布气板4025与所述喷气头402为一体式结构，所述布气板4025设置有分布气流的通气孔，所述通气孔均布于所述布气板4025。

由于接嘴4024的设置数量有限，而内腔4023内的气体需要分布均匀才能使喷气孔4022均匀地喷出保护气体。因此，在内腔4023内设置布气板4025，该布气板4025可以对气流形成导向功能，从而使气体在内腔4023内分布均匀。

布气板4025的具体数量不做限定，可以自由选择。

实施例四

如图1至图7所示，本实施例可以结合上述任意一实施例，介绍喷气头402与机械臂200的连接方式。所述喷气头402通过螺钉固定于所述机械臂200，所述激光源300的至少一部分位于所述透光孔4021内。

所述喷气头402设置有安装螺钉的凸耳4026，所述凸耳4026与所述喷气头402为一体式结构，所述凸耳4026设置有安装所述螺钉的安装孔4027。

喷气头402应通过至少两个螺钉固定于机械臂200。在喷气头402与机械臂200之间还可以设置弹性垫，以起到防松和保护喷气头402的功能。

本公开不局限于上述可选实施方式，在互不抵触的前提下，各方案之间可任意组合；任何人在本公开的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本公开权利要求界定范围内的技术方案，均落在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于热障涂层的激光重熔设备，包括工作台以及机械臂，所述机械臂设置有激光源，所述机械臂带动所述激光源相对于所述工作台位移以加工所述工作台上待加工工件的不同部位，其特征在于：该激光重熔设备还包括保护气体供给器，其中，所述保护气体供给器包括气源、气管以及喷气头，所述气源通过所述气管向所述喷气头供气，所述喷气头具有透光孔，所述激光源发出的光线通过所述透光孔到达所述工作台上待加工的工件，所述喷气头靠近所述工作台的一端均布有喷气孔，所述喷气孔与所述透光孔相通，并且，所述喷气孔围绕所述透光孔，所述喷气头固定于所述机械臂。

2.根据权利要求1所述的用于热障涂层的激光重熔设备，其特征在于：所述喷气头包括内腔，所述喷气孔与所述内腔相通，所述喷气头设置有接嘴，所述接嘴与所述内腔相通，所述气管通过所述接嘴向所述内腔供应气体。

3.根据权利要求2所述的用于热障涂层的激光重熔设备，其特征在于：所述接嘴与所述喷气头为一体式结构，所述接嘴至少有两个，并且，所述接嘴均布于所述喷气头，以使气管供入所述内腔内的气体在内腔内分布均匀。

4.根据权利要求3所述的用于热障涂层的激光重熔设备，其特征在于：所述接嘴凸出所述喷接嘴的表面，所述接嘴设置有外螺纹，所述气管设置有与所述接嘴上外螺纹配合的内螺纹。

5.根据权利要求2所述的用于热障涂层的激光重熔设备，其特征在于：所述内腔内设置有布气板，所述布气板至少有两块，并且，至少两块所述布气板沿所述喷气头的轴线方向设置，所述布气板的其中一端与所述内腔的侧壁之间形成气流通道，相邻两块所述布气板形成的气流通道相互错开。

6.根据权利要求5所述的用于热障涂层的激光重熔设备，其特征在于：所述布气板与所述喷气头为一体式结构，所述布气板设置有分布气流的通气孔，所述通气孔均布于所述布气板。

7.根据权利要求1所述的用于热障涂层的激光重熔设备，其特征在于：所述喷气头通过螺钉固定于所述机械臂，所述激光源的至少一部分位于所述透光孔内。

8.根据权利要求7所述的用于热障涂层的激光重熔设备，其特征在于：所述喷气头设置有安装螺钉的凸耳，所述凸耳与所述喷气头为一体式结构，所述凸耳设置有安装所述螺钉的安装孔。

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