CN117684165A - 一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及表面工程技术和加工装置的技术领域，尤其涉及一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置和方法，包括工作台、粉料输送装置、双束激光器、喷料器和控制台，粉料输送装置包括相连通的粉料混合器和射流压缩机，喷料器的喷头出口截面为扁平状，射流压缩机中依次设有混料腔、储料腔和送料腔，粉料混合器中的膏状混料经粉料混合器依次输送至混料腔和储料腔，储料腔内的膏状混料经高压气泵依次输送至送料腔和喷料器，并通过喷料器的扁平状出口以射流的形式喷射至待激光熔覆的工件表面。本发明的材料不易分散利用率高且送料灵活，有效提高了熔覆质量，实现了高效、灵活、高质量的激光熔覆送料，避免了送粉和送丝两种送料技术的缺点。

Description

一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置和方法

技术领域

本发明涉及表面工程技术和加工装置的技术领域，尤其涉及一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置和方法。

背景技术

激光融覆是一种先进的表面改性技术，使用激光束将粉末或线材加热至熔点，在工件表面上生成一层均匀的涂层，这个过程涉及到送丝和送粉等方式。

送粉熔覆的灵活程度高，熔覆层的质量均匀且表面光滑，但粉末流束难以控制，在保护气体下金属粉末易发生吹散或粉末间发生碰撞，部分粉末不能吸收激光，导致粉末利用率低和熔覆效率下降；送丝熔覆的增材利用率高达95%以上，且送料精度高，但灵活性较差，熔覆层质量较低。结合两种送料方法的优点对于提高激光融覆过程的效率、质量和适用性至关重要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置和方法，采用金属粉末和PVA等溶剂混合成膏状，以射流的形式喷射到基材表面，材料不易分散利用率高且送料灵活，有效提高了熔覆质量，实现了高效、灵活、高质量的激光熔覆送料，避免了送粉和送丝两种送料技术的缺点。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明的第一个目的在于提供一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置，包括用于放置待激光熔覆工件的工作台，还包括粉料输送装置、双束激光器、喷料器和控制台，所述粉料输送装置包括相连通的粉料混合器和射流压缩机，所述粉料混合器用于将物料混合成膏状，所述射流压缩机与喷料器通过料管相连，所述喷料器的喷头出口截面为扁平状，所述射流压缩机中依次设有混料腔、储料腔和送料腔，所述粉料混合器中的膏状混料经粉料混合器依次输送至混料腔和储料腔，所述储料腔内的膏状混料经高压气泵依次输送至送料腔和喷料器，并通过喷料器的扁平状出口以射流的形式喷射至待激光熔覆的工件表面；所述控制台通过电线分别与双束激光器、喷料器和高压气泵相连。

通过采用上述技术方案，将室温水、PVA颗粒及金属粉末输送进入粉料输送装置的粉料混合器，粉料混合器将金属粉末和PVA水性溶液均匀混合成膏状，粉料混合器中的膏状混料经粉料混合器依次输送至混料腔和储料腔，控制台控制高压气泵的气体流量和气压大小，使得储料腔内的膏状混料经高压气泵依次输送至送料腔和喷料器，并通过喷料器的扁平状出口以射流的形式喷射至待激光熔覆的工件表面；不同于传统的送粉、送丝技术，本发明的金属粉末通过特定混料方式混合形成膏状，再以高速射流的形式喷射到工件表面，材料不易分散利用率高且送料灵活，有效提高熔覆质量，实现高效、灵活、高质量的激光熔覆送料，有效避免了送粉和送丝两种送料技术的缺点。

进一步的，所述粉料输送装置内设置有加热线圈一，所述加热线圈一的温度范围为0~100℃。

通过采用上述技术方案，加热线圈一可对物料进行加热，有利于PVA颗粒及金属粉末溶解，还可对膏状混料进行保温，实现在恒温条件下输送膏状混料，保证其形态不发生改变，进而保证熔覆质量。

进一步的，所述双束激光器的两个激光头沿工作台的中心线对称分布，两个激光器头的光斑直径不同，且两个激光器头在工作台表面的聚焦点位置始终一致，所述双束激光器的两个激光头均能在与Z轴夹角60°以内的任意方向偏转。

通过采用上述技术方案，在膏状混料喷射至工件表面的同时，使双束激光器的两个激光头先后以不同功率将光斑聚焦于工作台的工件表面，且光斑在工作台的工件表面形成高温温度场。具体的，第一束激光功率小且光斑范围较小，在温度场作用下，膏状混料中PVA溶液在高温下挥发，留下半熔融状态的金属粉末，挥发的产生的气体易卷入熔池进而产生气孔；第二束激光光斑范围大，以高功率作用于冶金层表面，形成熔深更大、温度更高的熔池，冶金层及气孔区域重新变为熔融状态，消除气孔缺陷，提高熔覆层质量。

进一步的，所述喷料器的喷头设置有加热线圈二，所述加热线圈二的温度范围为0~100℃，在运输过程中，起到保温的作用。

本发明的第二个目的在于提供一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料方法，采用如上所述的激光熔覆送料装置，所述的激光熔覆送料方法包括以下步骤：

步骤一、将室温水、PVA颗粒及金属粉末输送进入粉料输送装置的粉料混合器，粉料混合器在85℃温度下将金属粉末和PVA水性溶液均匀混合成膏状，膏状混料由射流压缩机中的混料腔送至射流压缩机中的储料腔；

步骤二、控制台控制高压气泵的气体流量和气压大小，将储料腔内的膏状混料送至送料腔，再由超高气压将膏状混料从喷料器喷头的扁平状出口以射流的形式喷射至待激光熔覆的工件表面；

步骤三、在膏状混料喷射至工件表面的同时，双束激光器的两个激光头先后以不同功率将光斑聚焦于工作台的工件表面，且光斑在工作台的工件表面形成高温温度场；其中，第一束激光的功率小于第二束激光的功率，第一束激光的光斑直径小于第二束激光的光斑直径；

步骤四、控制台控制送料速度和激光扫描速度，并对喷料器的喷头和双束激光器的激光头位置进行实时调控，确保在高速气流中将膏状混料射流精确的作用于工件表面，实现高效、灵活、高质量的激光熔覆送料。

进一步的，步骤一中，所述PVA颗粒的粒径为150~710 μm，所述金属粉末的粒径为1~20 μm，所述PVA水性溶液中的PVA的质量分数为5%~7%，所述金属粉末和PVA水性溶液的混合比为1:10~1:2，所得混合料附着在基体表面，具有相对高的粘度。

更进一步的，所述PVA水性溶液中的PVA的质量分数为3%，在粘度降低的情况下，保证混合料不易分散，保持膏状。

进一步的，步骤二中，整个输送过程系统装置处于70℃的恒温环境，保证膏状物料形态不发生变化，有效提高金属粉末的利用率。控制台与高压气泵、双束激光器相连，且控制台系统嵌入不同金属粉末材料的喷料速度和激光功率、扫描速度的匹配数据库，通过控制高压气泵的气压和气流量的大小来调控送料速度，在激光功率一定条件下，与激光扫描速度间形成最佳的匹配关系，减小熔覆层因为加工参数导致的工艺缺陷，提高熔覆层的质量。

进一步的，步骤三中，所述双束激光器的光斑直径范围为20~300 μm，第一束激光的功率范围为100~600 W，第二束激光的功率范围为600~2000 W，所述温度场的温度范围为600~1000℃。

通过采用上述技术方案，第一束激光光斑作用于工件表面，由于激光光斑范围较小且激光功率低，在熔覆区域产生微小的熔池，在熔池周围温度场影响下，膏状混料中PVA溶液在高温下挥发，留下半熔融状态的金属粉末，挥发的产生的气体易卷入熔池内，由于冷却速度较快，来不及逸出的气体在冶金层产生微小气孔，此时第二束激光以较高功率作用于刚形成的冶金表面，形成熔深更大、温度更高的熔池，原有冶金层及其气孔区域重新变为熔融状态，消除由气体挥发产生的气孔缺陷，极大提高熔覆层质量。

进一步的，步骤四中，控制台与喷料器、双束激光器相连，双束激光器的光斑始终作用于喷料器的送料位置，喷料器和双束激光器均设有位置传感器，测量双束激光器的激光头和喷料器的喷头到加工位置的距离，控制台设有接收位置传感器的反馈装置，并且控制台系统嵌入喷头位置、激光器离焦量和加工位置的匹配数据库，根据实际工作进程实时调控激光头和喷头的相对位置，控制台控制喷射过程中，膏状混料不会因高压喷射出现飞溅现象，并且可以一定面积快速覆盖，膏状射流以确定的形状均匀、精确的喷射到工件表面的指定位置，实现膏状混料激光熔覆的精准定位，极大提高送料效率和利用率，实现高效、灵活、高质量的激光熔覆送料。

综上所述，与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：

本发明利用膏状混料的送料方式，是在送粉方式的基础上，改变粉末的工作状态，使其具有类似于线材的物理特征，使粉末高效均匀的参与激光熔覆，实现高质量、高效率的激光熔覆。并且，膏状混料中的混合溶剂为PVA这类水性溶剂，可以在高温下挥发，不会产生有害物质，是一种安全、绿色、环保的送料方法。本发明解决了传统的激光熔覆送粉和送丝两种送料方式难以兼顾高质量和高利用率两种优势的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中粉料输送装置的剖视图；

图3为本发明实施例中射流压缩机的剖视图；

图4为本发明实施例中粉料输送装置的整体结构示意图；

图5为本发明实施例中突显锥形管结构的示意图；

图6为本发明实施例中突显喷料器的喷头进行喷料的示意图。

附图标记说明：1、粉料输送装置；2、双束激光器；3、喷料器；4、工作台；5、高压气泵；6、控制台；7、粉料混合器；8、射流压缩机；9、温度控制器；10、加热线圈一；11、送水阀；12、送料阀；13、压力板；14、搅拌器；15、圆形筛板；16、方形筛板；171、上密封圈；172、下密封圈；18、混料腔；19、储料腔；20、送料腔；21、推拉滑块；22、挤压块；23、气压调节阀；24、锥形管；25、三通阀；26、送气管；27、高压送料管；28、高压送气阀；29、温度传感器；30、伸缩杆；31、收水口；32、收料口；33、压力传感器；34、位置传感器。

具体实施方式

以下结合附图1-图6对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明实施例公开一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置。

参照图1-图6，一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置，包括用于放置待激光熔覆工件的工作台4，还包括粉料输送装置1、双束激光器2、喷料器3和控制台6，所述粉料输送装置1包括相连通的粉料混合器7和射流压缩机8。

所述粉料混合器7用于将物料混合成膏状，具体的，粉料混合器7的顶部设置有送水阀11和送料阀12，粉料混合器7的内部设置有压力板13，压力板13的两侧通过合页结构安装在粉料混合器7的内壁上，压力板13的底部设置有压力传感器33。根据PVA溶液的总质量设置压力传感器33的阈值，一般设置为PVA溶液总重的20%。粉料混合器7内设置有搅拌器14，且搅拌器14的回转轴能向下伸长，搅拌器14的回转轴向下伸长之前，搅拌器14位于压力板13的上部。

射流压缩机8位于粉料混合器7的底部，射流压缩机8内设置有伸缩杆30，伸缩杆30的顶部连接有圆形筛板15，射流压缩机8的内部设置有上密封圈171和下密封圈172，上密封圈171位于射流压缩机8和粉料混合器7的分界线处，下密封圈172位于上密封圈171之下。在伸缩杆30的带动下，圆形筛板15能与上密封圈171配合连接，也能与下密封圈172配合连接。射流压缩机8的内部设置有方形筛板16，方形筛板16始终位于圆形筛板15的下方，且下密封圈172位于上密封圈171与方形筛板16之间。

所述粉料输送装置1内设置有加热线圈一10，所述加热线圈一10的温度范围为0~100℃。粉料混合器7上安装有调控粉料输送装置1的加热线圈一10的参数的温度控制器9，粉料混合器7内安装有温度传感器29。加热线圈一10可对物料进行加热，有利于PVA颗粒及金属粉末溶解，还可对膏状混料进行保温，实现在恒温条件下输送膏状混料，保证其形态不发生改变，进而保证熔覆质量。

通过温度控制器9的参数调控粉料输送装置1的加热线圈一10，加热线圈一10在温度控制器9控制下开始加热，待温度传感器29检测粉料混合器7内温度达到40℃，送水阀11打开，向粉料混合器7内注入室温水，此时压力板13上由于重量没有达到设定阈值，处于闭合状态。搅拌器14匀速缓慢转动，待室温水匀速流动后，送料阀12打开，从三个入料口缓慢分别加入PVA颗粒，颗粒在粉料混合器7内离心力作用下均匀分散，防止因为聚集形成粒子团导致溶解不充分，随着所述粉料混合器7内温度继续升高，PVA颗粒发生溶胀现象，颗粒内粒子中芯发生溶解，颗粒部分溶解于水形成胶状溶液。随着水和PVA颗粒加入，当压力板13的承重达到压力传感器33设置的阈值，压力板13打开，同时搅拌器14停止转动，搅拌器14的回转轴向下伸展，待压力板13表面完全打开，并平行于粉料混合器7的轴线所在的平面，掺杂PVA颗粒的混合溶液掉至粉料混合器7内的锥形结构区域，搅拌器14再开始高速旋转，部分溶液在强离心力作用下沿锥形结构内壁移动，在此过程中此前未发生溶解的PVA颗粒逐渐发生溶解，胶状PVA溶液增多，此时的圆形筛板15与上密封圈171配合连接。

所述圆形筛板15设置600-1000目的过滤网，可以过滤水溶液及微小金属粉末，方形筛板16设置2000-3000目的过滤网，过滤混料中的水溶液。未形成胶状的溶液经圆形筛板15、方形筛板16的过滤网过滤到回收池水溶液区域，再从此区域送至射流压缩机8上的收水口31，重新参与溶解过程。

当温度传感器29检测粉料混合器7内温度达到85℃，温度控制器9控制加热线圈一10保持恒温，待PVA溶液普遍溶解变为透明粘稠的液体，送料阀12打开，加入金属粉末，部分金属粉末会溶解于PVA溶液，会通过圆形筛板15过滤到回收池金属粉末区域，经射流压缩机8上的收料口32进行回收利用，在搅拌器14匀高速搅拌作用下金属粉末和PVA溶液逐渐混合呈膏状，至金属粉末完全混合均匀，送水阀11和送料阀12关闭，温度控制器9调控加热线圈一10，使装置内部保持70℃的恒温状态，同时伸缩杆30收缩，牵引圆形筛板15向下移动与下密封圈172配合。

所述射流压缩机8与喷料器3通过料管相连，所述喷料器3的喷头出口截面为扁平状。所述射流压缩机8中依次设有混料腔18、储料腔19和送料腔20，所述粉料混合器7中的膏状混料经粉料混合器7依次输送至混料腔18和储料腔19，所述储料腔19内的膏状混料经高压气泵5依次输送至送料腔20和喷料器3，并通过喷料器3的扁平状出口以射流的形式喷射至待激光熔覆的工件表面；所述控制台6通过电线分别与双束激光器2、喷料器3和高压气泵5相连，实现控制台6对双束激光器2、喷料器3和高压气泵5的电控制。

射流压缩机8上设置有推拉滑块21，且推拉滑块21位于混料腔18远离储料腔19的一侧，推拉滑块21的移动既能运输物料，又可以把储料腔19分割，形成密闭空间。储料腔19上安装有气压调节阀23，气压调节阀23与高压气泵5通过气管相连，储料腔19内固定有锥形管24，锥形管24为上闭下开的半封闭式结构，储料腔19内设置有沿锥形管24的半封闭式结构移动的挤压块22，挤压块22可将储料腔19内的膏状混料推送至锥形管24内。锥形管24通过三通阀25连接有高压送料管27和送气管26，所述高压送料管27内径由宽变窄。射流压缩机8上安装有控制送气管26工作的高压送气阀28，高压送气阀28与高压气泵5通过气管相连。

所述粉料混合器7的内壁，上密封圈171、下密封圈172、推拉滑块21和挤压块22的表面，混料腔18和储料腔19的内壁均采用聚四氟乙烯材料，具有耐高温、高润滑的特点。

当圆形筛板15与下密封圈172配合时，圆形筛板15作为射流压缩机8中混料腔18的底部，推拉滑块21沿滑轨移动，在推拉滑块21的推动下，膏状混料由混料腔18运输至储料腔19，三通阀25中控制高压送料管27工作的进料阀及控制送气管26工作的高压送气阀28关闭，此时储料腔19形成密闭空间，控制台6控制高压气泵5通过气压调节阀23向储料腔19内通入保护气体，待气体充满腔体，左端挤压块22向右移动，同时三通阀25中控制高压送料管27工作的进料阀逐渐打开至1/3，挤压移动产生的气压将膏状物料压入锥形管24内，再沿着锥形管24内壁进入管路直径变小的送料腔20，膏状物料的体积在一定程度上压缩，粉末密度更大，分布更加均匀。待适量膏状混料经过三通阀25进入高压送料管27后，三通阀25中控制高压送料管27工作的进料阀关闭，高压送气阀28打开，控制台6控制高压气泵5通过送气管26向送料腔20内通入高压气体，使膏状物料沿高压送料管27移动，由于高压送料管27内径逐渐减小，使压强进一步增大，膏状混料的喷射速度进一步提高，并将膏状混料输送至喷料器3，喷料器3将膏状混料射流输送至指定工件表面位置。

所述喷料器3的喷头顶部设置有独立的加热线圈二，所述加热线圈二的温度范围为0~100℃，起到运输过程中的保温作用。靠近喷头位置设有位置传感器34，所述喷料器3的射流出口截面为扁平状，产生扁平状射流，以一定覆盖面积均匀、精确的喷射至到工件表面的指定位置。

所述双束激光器2的两个激光头沿工作台4的中心线对称分布，两个激光器头的光斑直径不同，且两个激光器头在工作台4表面的聚焦点位置始终一致，所述双束激光器2的两个激光头均能在与Z轴夹角60°以内的任意方向偏转。

在膏状混料喷射至工件表面的同时，使双束激光器2的两个激光头先后以不同功率将光斑聚焦于工作台4的工件表面，且光斑在工作台4的工件表面形成高温温度场。具体的，第一束激光功率小且光斑范围较小，在温度场作用下，膏状混料中PVA溶液在高温下挥发，留下半熔融状态的金属粉末，挥发的产生的气体易卷入熔池进而产生气孔；第二束激光光斑范围大，以高功率作用于冶金层表面，形成熔深更大、温度更高的熔池，冶金层及气孔区域重新变为熔融状态，消除气孔缺陷，提高熔覆层质量。

本发明实施例还公开一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料方法。

参照图1-图6，一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料方法，采用如上所述的激光熔覆送料装置，所述的激光熔覆送料方法包括以下步骤：

步骤一、将待激光熔覆的工件固定在工作台4上，打开控制台6，对双束激光器2和喷料器3进行位置校正，并对熔覆路径进行规划，根据熔覆层的宽度，分别设置双束激光器2的两个光斑在工件表面的大小，将规划好的参数输入到控制台6系统，使双数激光器的光斑聚焦于加工的起始位置，并将喷料器3的射流喷射范围调整到光斑聚焦的指定区域；然后根据实验要求对双束激光器2的激光功率进行设置，根据熔覆材料的不同，控制台6系统根据匹配数据库数据对激光扫描速度及喷料速度进行参数匹配；

步骤二、将室温水、PVA颗粒及金属粉末输送进入粉料输送装置1的粉料混合器7，所述PVA颗粒的粒径为150~710 μm，所述金属粉末的粒径为1~20 μm，所述PVA水性溶液中的PVA的质量分数为5%~7%，所述金属粉末和PVA水性溶液的混合比为1:10~1:2，所得混合料附着在基体表面，具有相对高的粘度，更优地，所述PVA水性溶液中的PVA的质量分数为3%，在粘度降低的情况下，保证混合料不易分散，保持膏状；上述参数根据实际工况进行选择，粉料混合器7在85℃温度下将金属粉末和PVA水性溶液均匀混合成膏状，膏状混料由射流压缩机8中的混料腔18送至射流压缩机8中的储料腔19；

步骤三、控制台6控制高压气泵5的气体流量和气压大小，将储料腔19内的膏状混料送至送料腔20，再由超高气压将膏状混料从喷料器3喷头的扁平状出口以射流的形式喷射至待激光熔覆的工件表面；整个输送过程系统装置处于70℃的恒温环境，保证膏状物料形态不发生变化，有效提高金属粉末的利用率；控制台6与高压气泵5、双束激光器2相连，且控制台6系统嵌入不同金属粉末材料的喷料速度和激光功率、扫描速度的匹配数据库，通过控制高压气泵5的气压和气流量的大小来调控送料速度，在激光功率一定条件下，与激光扫描速度间形成最佳的匹配关系，减小熔覆层因为加工参数导致的工艺缺陷，提高熔覆层的质量；

需要说明的是，步骤二和步骤三中的物料混合和运输参照上述基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置的相关操作；

步骤四、在膏状混料喷射至工件表面的同时，双束激光器2的两个激光头先后以不同功率将光斑聚焦于工作台4的工件表面，且光斑在工作台4的工件表面形成高温温度场，所述温度场的温度范围为600~1000℃；所述双束激光器2的光斑直径范围为20~300 μm，其中，第一束激光的功率小于第二束激光的功率，第一束激光的光斑直径小于第二束激光的光斑直径，可选的，第一束激光的功率范围为100~600 W，第二束激光的功率范围为600~2000 W；双束激光器2的第一束激光光斑作用于工件表面，由于激光光斑范围较小且激光功率低，在熔覆区域产生微小的熔池，在熔池周围温度场影响下，膏状混料中PVA溶液在高温下挥发，留下半熔融状态的金属粉末，挥发的产生的气体易卷入熔池内，由于冷却速度较快，来不及逸出的气体在冶金层产生微小气孔，此时第二束激光以较高功率作用于刚形成的冶金表面，形成熔深更大、温度更高的熔池，原有冶金层及其气孔区域重新变为熔融状态，消除由气体挥发产生的气孔缺陷，极大提高熔覆层质量；在此过程中，控制台6系统按设置参数调控双束激光的扫描速度和膏状混料射流的喷射速度，并重复上述过程，保证送料熔覆的均匀连续性；

步骤五、控制台6控制送料速度和激光扫描速度，并对喷料器3的喷头和双束激光器2的激光头位置进行实时调控，确保在高速气流中将膏状混料射流精确的作用于工件表面，实现高效、灵活、高质量的激光熔覆送料；具体地，控制台6与喷料器3、双束激光器2相连，双束激光器2的光斑始终作用于喷料器3的送料位置，喷料器3和双束激光器2均设有位置传感器34，测量双束激光器2的激光头和喷料器3的喷头到加工位置的距离，控制台6设有接收位置传感器34的反馈装置，并且控制台6系统嵌入喷头位置、激光器离焦量和加工位置的匹配数据库，根据实际工作进程实时调控激光头和喷头的相对位置，控制台6控制进行喷射过程中，膏状混料不会因高压喷射出现飞溅现象，并且可以一定面积快速覆盖，膏状射流以确定的形状均匀、精确的喷射到工件表面的指定位置，实现膏状混料激光熔覆的精准定位，极大提高送料效率和利用率，实现高效、灵活、高质量的激光熔覆送料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料装置，包括用于放置待激光熔覆工件的工作台(4)，其特征在于：还包括粉料输送装置(1)、双束激光器(2)、喷料器(3)和控制台(6)，所述粉料输送装置(1)包括相连通的粉料混合器(7)和射流压缩机(8)，所述粉料混合器(7)用于将物料混合成膏状，所述射流压缩机(8)与喷料器(3)相连，所述喷料器(3)的喷头出口截面为扁平状，所述射流压缩机(8)中依次设有混料腔(18)、储料腔(19)和送料腔(20)，所述粉料混合器(7)中的膏状混料经粉料混合器(7)依次输送至混料腔(18)和储料腔(19)，所述储料腔(19)内的膏状混料经高压气泵(5)依次输送至送料腔(20)和喷料器(3)，并通过喷料器(3)的扁平状出口以射流的形式喷射至待激光熔覆的工件表面；所述控制台(6)通过电线分别与双束激光器(2)、喷料器(3)和高压气泵(5)相连。

2.根据权利要求1所述的激光熔覆送料装置，其特征在于：所述粉料输送装置(1)内设置有加热线圈一(10)，所述加热线圈一(10)的温度范围为0~100℃。

3.根据权利要求1所述的激光熔覆送料装置，其特征在于：所述双束激光器(2)的两个激光头沿工作台(4)的中心线对称分布，两个激光器头的光斑直径不同，且两个激光器头在工作台(4)表面的聚焦点位置始终一致，所述双束激光器(2)的两个激光头均能在与Z轴夹角60°以内的任意方向偏转。

4.根据权利要求1所述的激光熔覆送料装置，其特征在于：所述喷料器(3)的喷头设置有加热线圈二。

5.一种基于混合颗粒膏状射流的激光熔覆送料方法，其特征在于：采用如权利要求1~4任一项所述的激光熔覆送料装置，所述的激光熔覆送料方法包括以下步骤：

步骤一、将室温水、PVA颗粒及金属粉末输送进入粉料输送装置(1)的粉料混合器(7)，粉料混合器(7)将金属粉末和PVA水性溶液均匀混合成膏状，膏状混料由射流压缩机(8)中的混料腔(18)送至射流压缩机(8)中的储料腔(19)；

步骤二、控制台(6)控制高压气泵(5)的气体流量和气压大小，将储料腔(19)内的膏状混料送至送料腔(20)，再将膏状混料从喷料器(3)喷头的扁平状出口以射流的形式喷射至待激光熔覆的工件表面；

步骤三、在膏状混料喷射至工件表面的同时，双束激光器(2)的两个激光头先后以不同功率将光斑聚焦于工作台(4)的工件表面，且光斑在工作台(4)的工件表面形成温度场；其中，第一束激光的功率小于第二束激光的功率，第一束激光的光斑直径小于第二束激光的光斑直径；

步骤四、控制台(6)控制送料速度和激光扫描速度，并对喷料器(3)的喷头和双束激光器(2)的激光头位置进行实时调控，确保在高速气流中将膏状混料射流精确的作用于工件表面，实现高效、灵活、高质量的激光熔覆送料。

6.根据权利要求5所述的激光熔覆送料方法，其特征在于：步骤一中，所述PVA颗粒的粒径为150~710 μm，所述金属粉末的粒径为1~20 μm。

7.根据权利要求5所述的激光熔覆送料方法，其特征在于：步骤一中，所述PVA水性溶液中的PVA的质量分数为5%~7%，所述金属粉末和PVA水性溶液的混合比为1:10~1:2。

8.根据权利要求5所述的激光熔覆送料方法，其特征在于：步骤三中，所述双束激光器(2)的光斑直径范围为20~300 μm。

9.根据权利要求5所述的激光熔覆送料方法，其特征在于：步骤三中，所述温度场的温度范围为600~1000℃。

10.根据权利要求5所述的激光熔覆送料方法，其特征在于：步骤三中，第一束激光的功率范围为100~600 W，第二束激光的功率范围为600~2000 W。