CN209722309U - 一种高速激光喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速激光喷涂装置，包括激光腔管、喷嘴、活动挡料圈和保护气嘴，所述激光腔管的左部连接有高压气管，所述激光腔管的内腔右部螺纹连接有喷嘴，所述连接套的侧壁内部设有送粉管，所述连接套的内侧壁螺纹连接有保护气嘴，所述活动挡料圈与喷嘴的外侧壁之间设有第一环形类锥状空隙，所述保护气嘴与活动挡料圈之间具有第二环形锥状空隙，所述保护气嘴的侧壁内部设有保护气管，所述卡槽内卡接有卡簧。本装置在反复使用之后，使用卡簧钳子取下卡簧，取消对保护气嘴的限位，能够对造成磨损老化后的活动挡料圈与喷嘴进行更换，无需更换整个装置，节约了使用成本，通过调节凸起能够方便使用者对保护气嘴进行调节。

Description

一种高速激光喷涂装置

技术领域

本实用新型涉及激光喷涂技术领域，具体领域为一种高速激光喷涂装置。

背景技术

激光喷涂技术是利用激光将喷涂粉加热至融化或半融化状态，并以一定速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。激光热喷涂技术可在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到防腐、耐磨、抗高温、抗氧化、导电等一系列功能。超音速激光喷涂是在激光喷涂技术基础上，以压缩气体为加速介质，喷涂粉在压缩气体作用下以超高速度碰撞基体表面，基体表面与喷涂粉同时发生塑性变形，与此同时喷涂粉和基体在激光辐射作用下发生热软化，快速形成冶金结合的表面涂层。相较传统激光喷涂技术，高速激光喷涂冶金结合效率高、涂层致密度高以及喷涂粉与基体结合度强。

高速激光喷涂装备主要包括激光器、机械数控设备、送粉装置、水冷机、高压气体发生器五个部分，其中送粉装置控制喷涂粉流量、运动路径及速度，是整套装备的核心部件。传统送粉装置采用拉瓦尔喷嘴进行气体粉末混合加速，加速后的喷涂粉飞出喷嘴至基体表面。传统送粉装置与激光头采用分离式或一体式两种结构。传统送粉装置在实际应用中，存在以下问题，一体式喷嘴内部高速流动的喷涂粉与喷嘴内壁发生摩擦，长期使用造成喷嘴内部磨损严重，整个激光头，成本较高。为此，我们提出一种高速激光喷涂装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速激光喷涂装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高速激光喷涂装置，包括激光腔管、喷嘴、活动挡料圈和保护气嘴，所述激光腔管分为三段，沿激光入射方向依次分别为激光入射段、中间段及激光出射段，所述激光腔管的左部连接有高压气管，且高压气管与激光腔管的内腔连通，所述激光腔管的内腔右部螺纹连接有喷嘴，所述激光腔管的右部一体成型有连接套，所述连接套的侧壁内部设有送粉管，所述连接套的内侧壁螺纹连接有保护气嘴，所述保护气嘴与激光腔管之间设有活动挡料圈，所述活动挡料圈与喷嘴的外侧壁之间设有第一环形类锥状空隙，所述第一环形类锥状空隙与送粉管相连通，所述保护气嘴与活动挡料圈之间具有第二环形锥状空隙，所述保护气嘴的侧壁内部设有保护气管，所述第二环形锥状空隙与保护气管相连通，所述连接套的内侧壁右部设有卡槽，所述卡槽内卡接有卡簧。

优选的，所述喷嘴具体为一种拉瓦尔喷嘴。

优选的，所述喷嘴分为三部分，包括分别为入口段、喉部和出口段，所述入口段的尺寸从入口端逐渐减小至喉部与喉部连接；所述出口段与喉部连接，所述出口段的尺寸从连接部至出口端尺寸逐渐增大。

优选的，所述激光腔管、喷嘴以及活动挡料圈三者之间呈同轴设置。

优选的，所述送粉管与激光腔管轴向中心轴之间的夹角大于0小于90度。

优选的，所述连接套的后部设有与保护气管连接的通孔。

优选的，所述保护气嘴的侧壁表面设有调节凸起。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种高速激光喷涂装置，本装置在反复使用之后，使用卡簧钳子取下卡簧，取消对保护气嘴的限位，能够对造成磨损老化后的活动挡料圈与喷嘴进行更换，无需更换整个装置，节约了使用成本，通过调节凸起能够方便使用者对保护气嘴进行调节。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的截面结构示意图；

图2为本实用新型喷嘴的截面结构示意图；

图3为本实用新型激光腔管的截面结构示意图；

图4为本实用新型工作原理的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2的截面结构示意图。

图中：1-激光腔管、2-喷嘴、3-活动挡料圈、4-保护气嘴、5-高压气管、6-连接套、7-送粉管、8-第一环形类锥状空隙、9-第二环形锥状空隙、10-保护气管、11-卡槽、12-卡簧、13-入口段、14-喉部、15-出口段、16-通孔、17-调节凸起。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种高速激光喷涂装置，包括激光腔管1、喷嘴2、活动挡料圈3和保护气嘴4，所述激光腔管分为三段，沿激光入射方向依次分别为激光入射段、中间段及激光出射段，高压气流经激光腔管内的喷嘴与激光光束同轴输出，所述激光腔管的左部连接有高压气管5，且高压气管与激光腔管的内腔连通，所述激光腔管的内腔右部螺纹连接有喷嘴，所述激光腔管的右部一体成型有连接套6，所述连接套的侧壁内部设有送粉管7，所述连接套的内侧壁螺纹连接有保护气嘴，所述保护气嘴与激光腔管之间设有活动挡料圈，所述活动挡料圈与喷嘴的外侧壁之间设有第一环形类锥状空隙8，所述第一环形类锥状空隙与送粉管相连通，喷涂粉通过送粉管及第一环形类锥状空隙流出，受高压气流的影响和加速，喷涂粉与激光同轴同向高速运动至待喷涂物体的表面，喷涂粉在碰撞喷涂物体的表面前经激光辐射吸收能量，喷涂颗粒发生软化，与同样受激光辐射的喷涂物体的表面快速结合，在基体表面沉积，形成紧密的喷涂层，所述保护气嘴与活动挡料圈之间具有第二环形锥状空隙9，通过调节活动挡料圈与连接套的螺纹紧合度，调节第一环形类锥状或锥状空隙的大小，从而控制喷涂粉流量；通过调节保护气嘴与活动挡料圈及连接套的螺纹紧合度，调节第二环形锥状空隙的大小，从而控制保护气体气压，所述保护气嘴的侧壁内部设有保护气管10，保护气体在喷涂喷运动路径外侧形成一圈保护气帘，进一步防止喷涂粉末发生外溅，所述第二环形锥状空隙与保护气管相连通，所述连接套的内侧壁右部设有卡槽11，所述卡槽内卡接有卡簧12，并通过卡簧能够对保护气嘴进行限位，防止在调节保护气嘴是意外掉落。本装置在反复使用之后，使用卡簧钳子取下卡簧，取消对保护气嘴的限位，能够对造成磨损老化后的活动挡料圈与喷嘴进行更换，无需更换整个装置，节约了使用成本。

具体而言，所述喷嘴具体为一种拉瓦尔喷嘴。

具体而言，所述喷嘴分为三部分，包括分别为入口段13、喉部14和出口段15，所述入口段的尺寸从入口端逐渐减小至喉部与喉部连接；所述出口段与喉部连接，所述出口段的尺寸从连接部至出口端尺寸逐渐增大。

具体而言，所述激光腔管、喷嘴以及活动挡料圈三者之间呈同轴设置。

具体而言，所述送粉管与激光腔管轴向中心轴之间的夹角大于0小于90度。

具体而言，所述连接套的后部设有与保护气管连接的通孔16。

工作原理：使用本实用新型时，高压气流经激光腔管内的喷嘴与激光光束同轴输出，喷涂粉通过送粉管及第一环形类锥状空隙流出，受高压气流的影响和加速，喷涂粉与激光同轴同向高速运动至待喷涂物体的表面，喷涂粉在碰撞喷涂物体的表面前经激光辐射吸收能量，喷涂颗粒发生软化，与同样受激光辐射的喷涂物体的表面快速结合，在基体表面沉积，形成紧密的喷涂层。保护气体在喷涂喷运动路径外侧形成一圈保护气帘，进一步防止喷涂粉末发生外溅。通过调节活动挡料圈与连接套的螺纹紧合度，调节第一环形类锥状或锥状空隙的大小，从而控制喷涂粉流量；通过调节保护气嘴与活动挡料圈及连接套的螺纹紧合度，调节第二环形锥状空隙的大小，从而控制保护气体气压，并通过卡簧能够对保护气嘴进行限位，防止在调节保护气嘴是意外掉落。本装置在反复使用之后，使用卡簧钳子取下卡簧，取消对保护气嘴的限位，能够对造成磨损老化后的活动挡料圈与喷嘴进行更换，无需更换整个装置，节约了使用成本。

实施例2

请参阅图2-5，本实用新型提供一种技术方案：一种高速激光喷涂装置，包括激光腔管、喷嘴、活动挡料圈和保护气嘴，所述激光腔管分为三段，沿激光入射方向依次分别为激光入射段、中间段及激光出射段，高压气流经激光腔管内的喷嘴与激光光束同轴输出，所述激光腔管的左部连接有高压气管，所述高压气管的数量为1个或2个，且高压气管与激光腔管的内腔连通，所述激光腔管的内腔右部螺纹连接有喷嘴，所述激光腔管的右部一体成型有连接套，所述连接套的侧壁内部设有送粉管，所述连接套的内侧壁螺纹连接有保护气嘴，所述保护气嘴与激光腔管之间设有活动挡料圈，所述活动挡料圈与喷嘴的外侧壁之间设有第一环形类锥状空隙，所述第一环形类锥状空隙与送粉管相连通，喷涂粉通过送粉管及第一环形类锥状空隙流出，受高压气流的影响和加速，喷涂粉与激光同轴同向高速运动至待喷涂物体的表面，喷涂粉在碰撞喷涂物体的表面前经激光辐射吸收能量，喷涂颗粒发生软化，与同样受激光辐射的喷涂物体的表面快速结合，在基体表面沉积，形成紧密的喷涂层，所述保护气嘴与活动挡料圈之间具有第二环形锥状空隙，通过调节活动挡料圈与连接套的螺纹紧合度，调节第一环形类锥状或锥状空隙的大小，从而控制喷涂粉流量；通过调节保护气嘴与活动挡料圈及连接套的螺纹紧合度，调节第二环形锥状空隙的大小，从而控制保护气体气压，所述保护气嘴的侧壁内部设有保护气管，保护气体在喷涂喷运动路径外侧形成一圈保护气帘，进一步防止喷涂粉末发生外溅，所述第二环形锥状空隙与保护气管相连通，所述连接套的内侧壁右部设有卡槽，所述卡槽内卡接有卡簧，并通过卡簧能够对保护气嘴进行限位，防止在调节保护气嘴是意外掉落。本装置在反复使用之后，使用卡簧钳子取下卡簧，取消对保护气嘴的限位，能够对造成磨损老化后的活动挡料圈与喷嘴进行更换，无需更换整个装置，节约了使用成本。

具体而言，所述喷嘴具体为一种拉瓦尔喷嘴。

具体而言，所述喷嘴分为三部分，包括分别为入口段、喉部和出口段，所述入口段的尺寸从入口端逐渐减小至喉部与喉部连接；所述出口段与喉部连接，所述出口段的尺寸从连接部至出口端尺寸逐渐增大。

具体而言，所述激光腔管、喷嘴以及活动挡料圈三者之间呈同轴设置。

具体而言，所述送粉管与激光腔管轴向中心轴之间的夹角大于0小于90度。

具体而言，所述连接套的后部设有与保护气管连接的通孔。

具体而言，所述保护气嘴的侧壁表面设有调节凸起17，通过调节凸起能够方便使用者对保护气嘴进行调节。

工作原理：使用本实用新型时，高压气流经激光腔管内的喷嘴与激光光束同轴输出，喷涂粉通过送粉管及第一环形类锥状空隙流出，受高压气流的影响和加速，喷涂粉与激光同轴同向高速运动至待喷涂物体的表面，喷涂粉在碰撞喷涂物体的表面前经激光辐射吸收能量，喷涂颗粒发生软化，与同样受激光辐射的喷涂物体的表面快速结合，在基体表面沉积，形成紧密的喷涂层。保护气体在喷涂喷运动路径外侧形成一圈保护气帘，进一步防止喷涂粉末发生外溅。通过调节活动挡料圈与连接套的螺纹紧合度，调节第一环形类锥状或锥状空隙的大小，从而控制喷涂粉流量；通过调节保护气嘴与活动挡料圈及连接套的螺纹紧合度，调节第二环形锥状空隙的大小，从而控制保护气体气压，并通过卡簧能够对保护气嘴进行限位，防止在调节保护气嘴是意外掉落。本装置在反复使用之后，使用卡簧钳子取下卡簧，取消对保护气嘴的限位，能够对造成磨损老化后的活动挡料圈与喷嘴进行更换，无需更换整个装置，节约了使用成本，通过调节凸起能够方便使用者对保护气嘴进行调节。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高速激光喷涂装置，包括激光腔管(1)、喷嘴(2)、活动挡料圈(3)和保护气嘴(4)，其特征在于：所述激光腔管(1)分为三段，沿激光入射方向依次分别为激光入射段、中间段及激光出射段，所述激光腔管(1)的左部连接有高压气管(5)，且高压气管(5)与激光腔管(1)的内腔连通，所述激光腔管(1)的内腔右部螺纹连接有喷嘴(2)，所述激光腔管(1)的右部一体成型有连接套(6)，所述连接套(6)的侧壁内部设有送粉管(7)，所述连接套(6)的内侧壁螺纹连接有保护气嘴(4)，所述保护气嘴(4)与激光腔管(1)之间设有活动挡料圈(3)，所述活动挡料圈(3)与喷嘴(2)的外侧壁之间设有第一环形类锥状空隙(8)，所述第一环形类锥状空隙(8)与送粉管(7)相连通，所述保护气嘴(4)与活动挡料圈(3)之间具有第二环形锥状空隙(9)，所述保护气嘴(4)的侧壁内部设有保护气管(10)，所述第二环形锥状空隙(9)与保护气管(10)相连通，所述连接套(6)的内侧壁右部设有卡槽(11)，所述卡槽(11)内卡接有卡簧(12)。

2.根据权利要求1所述的一种高速激光喷涂装置，其特征在于：所述喷嘴(2)具体为一种拉瓦尔喷嘴。

3.根据权利要求1所述的一种高速激光喷涂装置，其特征在于：所述喷嘴(2)分为三部分，包括分别为入口段(13)、喉部(14)和出口段(15)，所述入口段(13)的尺寸从入口端逐渐减小至喉部(14)与喉部(14)连接；所述出口段(15)与喉部(14)连接，所述出口段(15)的尺寸从连接部至出口端尺寸逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的一种高速激光喷涂装置，其特征在于：所述激光腔管(1)、喷嘴(2)以及活动挡料圈(3)三者之间呈同轴设置。

5.根据权利要求1所述的一种高速激光喷涂装置，其特征在于：所述送粉管(7)与激光腔管(1)轴向中心轴之间的夹角大于0小于90度。

6.根据权利要求1所述的一种高速激光喷涂装置，其特征在于：所述连接套(6)的后部设有与保护气管(10)连接的通孔(16)。

7.根据权利要求1所述的一种高速激光喷涂装置，其特征在于：所述保护气嘴(4)的侧壁表面设有调节凸起(17)。