CN205035464U - 水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，连接座端面中心为送粉管；送粉管周围开有三个小孔，分别为进气管、进水管、出水管；外壳通过螺纹与连接座连接；连接座与外壳之间设有冷却水通道，冷却水通道外接进水管和出水管；气罩通过螺纹与外壳连接，连接座与气罩之间设有保护气通道，保护气通道外接进气管；连接座下端通过螺纹与喷嘴芯连接。同时采用循环水冷和气幕气道保护的喷嘴装置，不仅送粉稳定，工作可靠，并且能够满足高效高质量的成形件生产要求。

Description

水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置

技术领域

本实用新型属于激光加工技术领域，适用于惰性气体保护，涉及一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置。

背景技术

激光熔覆是指以不同的添加方式把预涂材料放置在基体表面,常用的添加方式有激光同步送粉法和激光预涂粉末法。其中激光同步送粉法具有工艺过程简单,合金材料利用率高,可控性好,容易实现自动化等优点，更能体现激光熔覆工艺的发展趋势。激光同步送粉按送粉方式分为激光同轴送粉和激光侧向送粉两类。激光侧向送粉是目前应用较广的一种送粉方式，具有结构简单、不受激光光头结构限制、可调性好等优点。

目前，现有的激光侧向送粉喷嘴装置不能满足有机物包覆粉末的使用要求，由于没有惰性气体保护通道和循环水冷却通道，其散热能力差，应用范围受到很大局限。在激光熔覆过程中，因熔池热辐射和激光反射的影响，激光送粉喷嘴处产生局部高温区，使包裹有机物的金属粉末受热结块，堵塞激光送粉喷嘴，从而影响喷嘴的正常送粉，传统的激光侧向送粉喷嘴装置不能满足新型有机物包覆粉末的使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，连接座端面中心为送粉管；送粉管周围开有三个小孔，分别为进气管、进水管、出水管；外壳通过螺纹与连接座连接；连接座与外壳之间设有冷却水通道，冷却水通道外接进水管和出水管；气罩通过螺纹与外壳连接，连接座与气罩之间设有保护气通道，保护气通道外接进气管；连接座下端通过螺纹与喷嘴芯连接。

进一步的，所述连接座上设置连接座外螺纹，连接座外螺纹与外壳的外壳内螺纹配合，使得连接座与外壳连接。

进一步的，所述连接座上设置环形槽，环形槽与外壳在连接处开有3个对称的缺口。

进一步的，所述连接座底部设置连接座内螺纹，连接座内螺纹与喷嘴芯的喷嘴芯螺纹配合，使得连接座与喷嘴芯连接。

进一步的，所述外壳中间外表面设置螺纹环形槽，通过螺纹环形槽与气罩的气罩内螺纹配合，使得外壳与气罩连接。

进一步的，所述喷嘴芯的内孔直径为1.0-2.0mm。

进一步的，所述喷嘴芯、外壳在粉末出口处采用硬密封。

进一步的，所述外壳的外径为9-10mm，气罩内径为12-13mm。

本实用新型的有益效果是：

1.与传统侧向送粉喷嘴相比，本实用新型采用循环水冷却，可迅速将激光送粉喷嘴处热量带走，有效降低激光喷嘴装置周围的温度，从而避免包裹有机物的金属粉末受热结块堵塞喷嘴口。

2.与传统侧向送粉喷嘴相比，本实用新型采用外环气幕和中心气道惰性气体双重保护，不仅能起到散热作用，也能够将金属粉末与周围空气隔离，避免金属粉末被空气氧化，从而提高成形件质量。

综上所述，同时采用循环水冷和气幕气道保护的喷嘴装置，不仅送粉稳定，工作可靠，并且能够满足高效高质量的成形件生产要求。

附图说明

图1是本实用新型的喷嘴装置结构示意图。

图2是图1的剖面图。

图3是连接座的结构示意图。

图4是喷嘴芯的结构示意图。

图5是外壳的结构示意图。

图6是气罩的结构示意图。

图中，1.喷嘴芯，2.气罩，3.外壳，4.连接座，5.进水管，6.送粉管，7.出水管，8.进气管，9.外壳内螺纹，10.连接座外螺纹，11.螺纹环形槽，12.气罩内螺纹，13.环形槽，14.连接座内螺纹，15.喷嘴芯螺纹。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，结构如图1-2所示，连接座4端面中心为送粉管6；送粉管6周围开有三个小孔，分别为进气管8，进水管5，出水管7；外壳3通过螺纹与连接座4连接；连接座4与外壳3之间设有冷却水通道，冷却水通道外接进水管5和出水管7；气罩2通过螺纹与外壳3连接。连接座4与气罩2之间设有保护气通道，保护气通道外接进气管8；连接座4下端通过螺纹与喷嘴芯1连接。

连接座4的结构如图3所示，连接座4上设置连接座外螺纹10，连接座外螺纹10与外壳3的外壳内螺纹9配合，使得连接座4与外壳3连接。

连接座4设置环形槽13，环形槽13与外壳3在连接处开有3个对称的缺口，保护气体先通过进气管8流入，然后经过气道到达环形槽13，气体充满环形槽13后从缺口均匀流出，进入气罩2和外壳3之间空隙，经过螺纹环形槽11流出，最终在喷嘴与放置基材的工作台之间形成气幕。

连接座4底部设置连接座内螺纹14，连接座内螺纹14与喷嘴芯1的喷嘴芯螺纹15配合，使得连接座4与喷嘴芯1连接。

喷嘴芯1的结构如图4所示，喷嘴芯1上端设置有喷嘴芯螺纹15，喷嘴芯1通过喷嘴芯螺纹15与连接座4下端连接。

外壳3的结构如图5所示，外壳3上方内表面设置外壳内螺纹9，外壳3通过外壳内螺纹9与连接座4连接。外壳3中间外表面设置螺纹环形槽11，螺纹环形槽11起到连接作用也能够使气体从螺纹环形槽11均匀流出起到保护作用。通过螺纹环形槽11与气罩2的气罩内螺纹12配合，使得外壳3与气罩2连接。

气罩2的结构如图6所示，气罩2上设置气罩内螺纹12，气罩2通过气罩内螺纹12与外壳3连接。

喷嘴芯1的内孔直径为1.0～2.0mm。

喷嘴芯1、外壳3的在粉末出口处采用硬密封，防止冷却水渗出。

在保护气体出口处，外壳3的外径为9-10mm，气罩2的内径为12-13mm。

工作过程中，首先，高压冷却水通过进水管5进入冷却水通道，经热交换后，从出水管7流出，将激光送粉喷嘴芯1处的热量带走，使其保持在正常的温度下工作。其次，整个喷嘴外围的惰性气体通过螺纹环形槽11均匀的流出，在喷嘴送粉气流外围形成环形保护气幕，保护粉末射流与熔池，既可以将空气与金属粉末隔离，避免金属粉末被氧化，起到保护粉末的作用，也可以将喷嘴头的高温气体带走，与水冷方式形成双重冷却，保证激光送粉喷嘴的正常工作。本装置在使用过程中，冷却效果理想，并且送粉稳定，工作可靠达到了预定的设计目标。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，连接座(4)端面中心为送粉管(6)；送粉管(6)周围开有三个小孔，分别为进气管(8)、进水管(5)、出水管(7)；外壳(3)通过螺纹与连接座(4)连接；连接座(4)与外壳(3)之间设有冷却水通道，冷却水通道外接进水管(5)和出水管(7)；气罩(2)通过螺纹与外壳(3)连接，连接座(4)与气罩(2)之间设有保护气通道，保护气通道外接进气管(8)；连接座(4)下端通过螺纹与喷嘴芯(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，所述连接座(4)上设置连接座外螺纹(10)，连接座外螺纹(10)与外壳(3)的外壳内螺纹(9)配合，使得连接座(4)与外壳(3)连接。

3.根据权利要求1所述的一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，所述连接座(4)上设置环形槽(13)，环形槽(13)与外壳(3)在连接处开有3个对称的缺口。

4.根据权利要求1所述的一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，所述连接座(4)底部设置连接座内螺纹(14)，连接座内螺纹(14)与喷嘴芯(1)的喷嘴芯螺纹(15)配合，使得连接座(4)与喷嘴芯(1)连接。

5.根据权利要求1所述的一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，所述外壳(3)中间外表面设置螺纹环形槽(11)，通过螺纹环形槽(11)与气罩(2)的气罩内螺纹(12)配合，使得外壳(3)与气罩(2)连接。

6.根据权利要求1所述的一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴芯(1)的内孔直径为1.0-2.0mm。

7.根据权利要求1所述的一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴芯(1)、外壳(3)在粉末出口处采用硬密封。

8.根据权利要求1所述的一种水冷式气幕气道保护激光侧向送粉喷嘴装置，其特征在于，所述外壳(3)的外径为9-10mm，气罩(2)内径为12-13mm。