CN210140627U - 一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，主要解决现有送粉器不能调整粉末密度分布、粉末的喷出角度和面积等问题。该激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器包括送粉管、送粉器主体、粉末密度分布调整微结构；粉末密度分布调整微结构包括多个圆柱体；送粉器主体内部设置有送粉通道，送粉通道包括连通的第一通道和第二通道，第一通道为矩形通道，第二通道为楔形通道；送粉管设置在送粉器主体的一侧，且与第一通道连通，粉末密度分布调整微结构设置在第一通道内。

Description

一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器

技术领域

本实用新型涉及激光熔覆送粉器，具体涉及一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器。

背景技术

激光熔覆送粉技术是指通过专用的送粉器将激光熔覆用粉末送到激光加工区，粉末在极短时间内熔化并与基材相结合的技术。送粉器作为激光熔覆的关键设备，在熔覆过程中发挥着十分重要的作用，现有送粉器主要为重力送粉器和气动送粉器两种；气动送粉器存在熔覆过程中粉末的利用率较低而导致熔覆成本较高的缺点，而重力送粉器相对而言利用率较高，以上激光熔覆送粉器基本可以满足特定要求下的送粉要求，但如果要对送粉状态做进一步细化，例如调整粉末密度分布、调整粉末的喷出角度及面积，或者针对不同的应用场景进行调整时，现有的送粉器结构不能满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有送粉器不能调整粉末密度分布、粉末的喷出角度和面积等问题，提供一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，包括送粉管、送粉器主体、粉末密度分布调整微结构；所述粉末密度分布调整微结构包括多个圆柱体；所述送粉器主体内部设置有送粉通道，所述送粉通道包括连通的第一通道和第二通道，所述第一通道为矩形通道，所述第二通道为楔形通道；所述送粉管设置在送粉器主体的一侧，且与第一通道连通，所述粉末密度分布调整微结构设置在第一通道内，且圆柱体的轴线与送粉通道的中心轴线垂直。

进一步地，所述楔形通道的角度范围为1°≤θ≤12°。

进一步地，所述送粉通道还包括与第二通道连通的第三通道，所述第三通道为矩形通道，所述楔形通道的角度范围为1°≤θ≤5°。

进一步地，所述送粉器主体上设置有水冷却通道。

进一步地，所述第一通道的出口和楔形通道的大端相连通，且第一通道的出口截面尺寸与楔形通道大端的截面尺寸相匹配。

进一步地，所述第一通道内相邻圆柱体之间的间距不大于6mm。

进一步地，所述圆柱体的个数不大于80个。

进一步地，所述圆柱体的端面直径小于等于5mm。

进一步地，所述送粉管的直径为2mm-8mm。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

1.本实用新型所提供的激光熔覆用送粉器可根据熔覆工艺要求对熔覆粉末的密度分布进行调整，通过调整送粉器内部的圆柱体的位置，可实现平顶型、高斯型、U型、M型等粉末密度分布形状；通过改变送粉器通道的结构，可对送粉嘴喷出的气粉混合物的角度及面积进行调整。

2.本实用新型送粉器优化了送粉器主体的内腔结构，提高了粉末利用率；通过对内腔结构参数进行工艺调整试验，确定了结构参数的变化范围；通过对内腔的结构参数进行调整组合，可以对送粉量进行控制，粉末密度调整可以根据实际需要进行调整，而不需要重新进行零件加工和更换。

附图说明

图1为本实用新型激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器外形图；

图2为本实用新型激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器结构示意图；

图3为本实用新型送粉器主体包括第三通道的结构示意图；

图4为本实用新型送粉器主体不包括第三通道的结构示意图。

附图标记：1-送粉管，2-送粉器主体，3-圆柱体，21-第一通道，22-第二通道，23-第三通道，24-水冷却通道。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述：

为达到对激光熔覆送粉过程进行更加细化的控制以及针对不同应用场景进行调整，本实用新型提供一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，送粉器为旁轴送粉器，可进行重力送粉或送粉器可进行气动送粉，其包括送粉管1、送粉器主体2和粉末密度分布调整微结构。该送粉器具有结构紧凑、散热好、送粉量可控、粉末密度分布可变的特点，能够有效提高熔覆粉末的利用率及熔覆效率。该送粉器可实现调整送粉量、喷出的粉末形状、粉末密度分布等参数，以适应不同要求下的激光熔覆要求。

如图1至图4所示的一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，包括送粉管1、送粉器主体2、粉末密度分布调整微结构。送粉管1可与后端送粉装置连接，将粉末传送至送粉器主体2，实现粉末的输入；粉末密度分布调整微结构包括多个圆柱体3，根据使用要求对通过送粉器的粉末进行匀化处理以及对喷出粉末的密度分布进行调整；送粉器主体2形成特殊的粉末传输通道，其内部设置有送粉通道，送粉通道包括连通的第一通道21和第二通道22，第一通道21为矩形通道，第二通道22为楔形通道，第一通道21的出口和楔形通道的大端相连通，且第一通道21的出口截面尺寸与楔形通道大端的截面尺寸相匹配，当然，第一通道21的出口截面尺寸也可大于或小于楔形通道大端的截面尺寸，但是此种设置会影响送粉精度；送粉管1设置在送粉器主体2的一侧，且与第一通道21连通，粉末密度分布调整微结构设置在第一通道21内，且圆柱体的轴线与送粉通道的中心轴线垂直(即圆柱体的轴线与粉末在送粉通道中喷出的方向垂直)，上述送粉器的粉末密度分布调整微结构通过小尺寸圆柱的不同排列位置来进行粉末量调整，通过圆柱阵列的不同排列位置对进入其中的粉末进行多级打散混合重排，使其具有一定的方向性及空间分布。

可在送粉器主体2内增加水冷却通道24，以达到对送粉器主体2进行冷却的目的，可对送粉器主体2进行散热冷却。

本实用新型提供的送粉器可根据熔覆的送粉要求，调整送粉器的内腔结构参数，使之符合要求后加工组装；其次，在使用中可以调整送粉器中的整列结构来体调整送粉的密度分布状态，更换不同尺寸的送粉管1和送气量，实现不同送粉量；在送粉器选用散热好的材料前提下，增加水冷却通道，使得送粉器具有良好的散热性能。送粉器可用于输送粉末粒度不大于0.5mm的粉末，粉末材质为金属粉末，或非金属粉末，或金属粉末与非金属粉末的混合物。

送粉通道的第一通道21为矩形通道，第二通道22为带夹角的楔形通道，第三通道23为矩形通道，此时，第二通道22的角度范围为1°≤θ≤5°。

或者第三通道23取消，仅保留第一通道21和第二通道22，且第二通道22仍为带夹角的楔形通道，其角度范围为1°≤θ≤12°。

通过多次模拟及工艺试验，确定以下送粉器结构尺寸参数。送粉管1尺寸介于8mm-2mm，送粉管1材质可为金属或分金属材料。圆柱体的间距尺寸可进行调整，相邻圆柱体3之间的间距尺寸不大于6mm，若该间距过大，不能保证送粉精度。圆柱的个数不大于80个，圆柱体3的端面直径小于等于5mm，该数值和尺寸同时也是为保证送粉精度设置，若过多和多大，则送粉精度会大幅降低。

Claims (9)

1.一种激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：包括送粉管(1)、送粉器主体(2)和粉末密度分布调整微结构；

所述粉末密度分布调整微结构包括多个圆柱体(3)；

所述送粉器主体(2)内部设置有送粉通道，所述送粉通道包括连通的第一通道(21)和第二通道(22)，所述第一通道(21)为矩形通道，所述第二通道(22)为楔形通道；所述送粉管(1)设置在送粉器主体(2)的一侧，且与第一通道(21)连通，所述粉末密度分布调整微结构设置在第一通道(21)内，且圆柱体(3)的轴线与送粉通道的中心轴线垂直。

2.根据权利要求1所述的激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：所述楔形通道的角度为1°～12°。

3.根据权利要求1所述的激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：所述送粉通道还包括与第二通道(22)连通的第三通道(23)，所述第三通道(23)为矩形通道，所述楔形通道的角度范围为1°～5°。

4.根据权利要求1或2或3所述的激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：所述送粉器主体(2)上设置有水冷却通道(24)。

5.根据权利要求4所述的激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：所述第一通道(21)的出口和楔形通道的大端相连通，且第一通道(21)的出口截面尺寸与楔形通道大端的截面尺寸相匹配。

6.根据权利要求5所述的激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：所述第一通道(21)内相邻圆柱体(3)之间的间距不大于6mm。

7.根据权利要求6所述的激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：所述圆柱体(3)的个数不大于80个。

8.根据权利要求7所述的激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：所述圆柱体(3)的端面直径小于等于5mm。

9.根据权利要求8所述的激光熔覆用可调整送粉状态的送粉器，其特征在于：所述送粉管(1)的直径为2mm-8mm。

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