CN212293749U - 一种激光熔覆送粉头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光熔覆送粉头，其自下而上依次包括：外嘴、套管、粉料混合腔，其中套管中设置有一条由嘴芯、套筒内管组成的粉体通道，其余空隙与外界高压气体连通，作为气体通道使用，气体通道与粉体通道互不连通，均从外嘴部分排出，气体通道中气体流速高于粉体通道中载流气体的流速，可以限定粉体的出粉方向，同时气体通道在流动过程中能够对粉体通道降温，延长使用寿命，所述粉料混合腔与粉体通道连通，合金粉末会在进行二次混合，在混合过程中粉体之间相互碰撞，将存放过程中聚集在一起的粉体重新打散，提高粉体的流动性，更不容易发生堵管；本实用新型结构合理，通过集成气体通道来控制出粉方向，具有更好的使用效果。

Description

一种激光熔覆送粉头

技术领域

本实用新型属于激光熔覆设备技术领域，具体涉及一种激光熔覆送粉头。

背景技术

激光熔覆技术是激光直接快速成型和激光绿色再制造的一种重要方法，它是在快速凝固过程中通过送粉器向工作区域添加熔覆材料，利用激光束将不同成分和性能的合金快速融化，直接堆积形成非常致密的金属零件和在已损坏零件表面形成与零件具有完全相同成分和性能的合金层；激光熔覆加工根据材料的供应方式不同可分为两大类：预置法、同步送粉法，同步送粉法工艺过程简单，合金材料利用率高，是现阶段首选方法，其中送粉器是激光熔覆技术中的核心元件之一，送粉器就是将合金粉末混合并排出的装置，但是现有技术送粉器的送粉头多是采用的直管，因此也叫做出粉口，是简单的管状结构，合金粉末混合后直接从送粉头中排出激光熔池部分，合金粉末从送粉头流出的过程中不可避免的会与送粉头摩擦，在长时间使用后会导致送粉头温度上升，其硬度会有所下降，此时再与合金粉末摩擦过程中被摩擦出划痕造成磨损，更重要的是，现有技术的送粉头虽然会通入一定的气体作为载流气体，但是气体的流速不高，对于一些非水平面的加工经常会出现合金粉末不能完全流入激光熔池中，会有一定的偏移，这就是因为合金粉末自身重力导致合金粉末进行抛物线为轨迹的运动，所以与激光熔池的位置有一定的偏差，增加载流气体的流速能够避免这种情况的产生，但是在现有技术中增加送粉头的流速就需要对整个送粉器进行重新改装，成本较高，因此现有技术并没有提出有效的调整方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光熔覆送粉头，不仅能够通过气流控制出粉方向，而且还能够配合气体的流动降低送粉头与合金粉末摩擦所产生的温度，提高使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种激光熔覆送粉头，自下而上依次包括：外嘴、套管、粉料混合腔，所述粉料混合腔的顶端端面上设置有密封盖板，密封盖板上还设置有与粉料接头螺栓配合的螺纹通孔，粉料混合腔的底部通过管道与套管的内管连通；

所述套管是由轴线相同的内管、外管组成的双层管状结构，套管内管的一端与粉料混合腔连通，另一端与外嘴中的嘴芯连通，所述套管外管的一端固定在粉料混合腔外侧面，另一端与锁紧螺母连接，所述套管的外管上还设置有保护气接头，所述套管与外嘴之间设置有分流器，分流器是由两根轴线相同的管组成，其中位于内侧的管一端与套管的内管连通，另一端与嘴芯的一端连通，靠近外侧的管通过锁紧螺母连接在套管外端；

所述外嘴是两端均为敞口的管状结构，其中一端与分流器朝外的管连接，另一端为敞口，外嘴内还设置有嘴芯，所述嘴芯是截面形状小于外嘴截面面积的圆管，嘴芯与分流器朝内的管连通。

进一步地，所述粉料接头螺栓的轴线位置上设置有通道，与粉料仓部分连通。

进一步地，所述密封盖板上还设置有气压卸载螺栓，所述气压卸载螺栓的螺柱部分设置有通孔，该通孔在粉料混合腔中压力较大时才会打开。

进一步地，所述粉料混合腔的侧面是向底面收缩的弧面。

本实用新型至少具有以下有益效果：

（1）在送粉头中还设置有粉料混合腔，对粉料进行二次混合，提高混合的均匀程度，同时能够利用在混合过程中合金粉末的相互碰撞，将原本团聚的粉末打碎，保证流动的均匀性，降低堵塞的发生。

（2）合金粉末流动通道外还设置有气体流动通道，与合金粉末同时排出，气流在排出过程中带动粉料运动，更好地控制合金粉末的运动。

（3）向套管外层引入流速更快的气体，除了控制粉末的流出方向外，还能够降低套管温度，避免套管温度上升后更容易被磨损，进而影响使用寿命的问题。

附图说明

构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

附图中：

图1示意性示出了本实用新型的结构示意图；

图2示意性示出了本实用新型的爆炸视图；

图3示意性示出了图1中A部分的局部放大图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-外嘴，2-嘴芯，3-锁紧螺母，4-分流器，5-套管，6-保护气接头，7-粉料混合腔，8-密封盖板，9-粉料接头螺栓，10-气压卸载螺栓。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明；除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系；应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

实施例

如图1~2所示的是一种激光熔覆送粉头，其自下而上依次包括：外嘴1、套管、粉料混合腔7，其中套管中设置有一条由嘴芯2、套管5内管组成的粉体通道，其余空隙与外界高压气体连通，作为气体通道使用，气体通道与粉体通道互不连通，均从外嘴1部分排出，气体通道中气体流速高于粉体通道中载流气体的流速，可以限定粉体的出粉方向，同时气体通道在流动过程中能够对粉体通道降温，延长使用寿命，所述粉料混合腔7与粉体通道连通，合金粉末会在进行二次混合，在混合过程中粉体之间相互碰撞，将存放过程中聚集在一起的粉体重新打散，提高粉体的流动性，更不容易发生堵管。

如图1所示，粉料混合腔7的顶端端面上设置有密封盖板8，密封盖板8将粉料混合腔7封闭，在密封盖板8上还设置有与粉料接头螺栓9配合的螺纹通孔，其中粉料接头螺栓9的形状与现有技术的螺栓相同，不同之处在于螺栓的螺头部分设置有与粉料仓连接的部分，而且粉料接头螺栓9螺柱的轴线位置上设置有通道，与粉料仓部分连通，使得合金粉末能够通过粉料接头螺栓9进入粉料混合腔7中，粉料混合腔7的侧面是向底面收缩的弧面，粉料混合腔7的底部通过管道与套管的内管连通，先进入粉料混合腔7的合金粉末部分会直接进入套管内管，另一部分会通过暂时堆积在粉料混合腔7中，后续通入的合金粉末作用在与之前未完全进入套管5内管的合金粉末冲击，由于现有技术均会使用少量载流气体协助合金粉末的运输，这些载流气体在粉料混合腔7中将其中的合金粉末进行二次混合，由于混合过程中合金粉体相互碰撞，原本因为潮湿等原因聚集的合金粉末会在二次混合的过程中被打散，保证了后续使用过程中粉体的流动性，更加不容易发生堵管。

需要说明的是：在密封盖板8上还设置有气压卸载螺栓10，所述气压卸载螺栓10的结构与现有技术相同，不同之处是在其螺柱部分设置有通孔，该通孔大多数时候是封闭的，只有在粉料混合腔7中压力较大时才会打开，释放粉料混合腔7中的压力。

套管是由轴线相同的内管、外管组成的双层管状结构，如图1所示，套管内管的一端与粉料混合腔7连通，另一端与外嘴1中的嘴芯2连通，套管5外管的一端固定在粉料混合腔外侧面，另一端与锁紧螺母3连接，套管5的外管上设置有保护气接头6，用于与外界的保护气供应装置连通，通气后，保护气通过保护气接头6进入套管外管与内管之间的部分，保护气的气体流速比载流气体的流速快，在气体流动的过程中能够对内管进行降温，由于内管在使用过程中，会因为合金粉末与之摩擦而升温，温度越高内管的硬度就会相应降低，因此更容易被磨损，为此通过气体流动来降温，能够减少这种情况的发生。

进一步地，如图2所示，套管5与外嘴1之间设置有分流器4，分流器4是由两根轴线相同的管组成，其中位于内侧的管一端与套管5的内管连通，另一端与嘴芯2的一端连通，靠近外侧的管通过锁紧螺母3连接在套管外端，起到连接套管5与外嘴1的作用，锁紧螺母3与套管5外筒通过螺纹连接，如图3所示，分流器4靠外的管固定在锁紧螺母3上，如果直接将套管5与外嘴1连接，在长期使用的过程中，接合部分容易出现漏气，而分流器4是一体成型的，能够加强分流器4连接部分的强度，使用寿命更长。

如图2所示，外嘴1是两端均为敞口的管状结构，其中一端与分流器4朝外的管连接，另一端为敞口，外嘴1内还设置有嘴芯2，所述嘴芯2是截面形状小于外嘴1截面面积的圆管，嘴芯2与分流器4朝内的管连通。

本实施例的送粉头从功能上可以分成粉体通道、气体通道两部分，其中粉体通道是由粉料混合腔7、套管内管、嘴芯2组成的，这三个部分相互连通成一条通道，粉体依次经过这些部分并从嘴芯2中流出；而气体通道就是有套管外管以及外嘴1与嘴芯2之间的空间连通而形成的通道，气体从保护气接头6进入套管外管，并向下流动，进入外嘴1与嘴芯2外嘴1与嘴芯2之间的部分，并从外嘴1底部流出，由于气体通道是环绕粉体通道设置，一方面能够减少外界气流对生产过程的影响，另一方面由于气体通道中气流速度更快，粉体从嘴芯2中喷出后会被气流加速，能够更好的控制粉体的流出方向；另一方面，气体通道紧挨粉体通道设置还能够对粉体通道进行降温。

在本实施例中，所述保护气接头是成熟的现有技术，可以直接购买，因此不做详细说明。

Claims (4)

1.一种激光熔覆送粉头，其特征在于：自下而上依次包括：外嘴、套管、粉料混合腔，所述粉料混合腔的顶端端面上设置有密封盖板，密封盖板上还设置有与粉料接头螺栓配合的螺纹通孔，粉料混合腔的底部通过管道与套管的内管连通；

所述套管是由轴线相同的内管、外管组成的双层管状结构，套管内管的一端与粉料混合腔连通，另一端与外嘴中的嘴芯连通，所述套管外管的一端固定在粉料混合腔外侧面，另一端与锁紧螺母连接，所述套管的外管上还设置有保护气接头，所述套管与外嘴之间设置有分流器，分流器是由两根轴线相同的管组成，其中位于内侧的管一端与套管的内管连通，另一端与嘴芯的一端连通，靠近外侧的管通过锁紧螺母连接在套管外端；

所述外嘴是两端均为敞口的管状结构，其中一端与分流器朝外的管连接，另一端为敞口，外嘴内还设置有嘴芯，所述嘴芯是截面形状小于外嘴截面面积的圆管，嘴芯与分流器朝内的管连通。

2.根据权利要求1所述的一种激光熔覆送粉头，其特征在于：所述粉料接头螺栓的轴线位置上设置有通道，与粉料仓部分连通。

3.根据权利要求1所述的一种激光熔覆送粉头，其特征在于：所述密封盖板上还设置有气压卸载螺栓，所述气压卸载螺栓的螺柱部分设置有通孔，该通孔在粉料混合腔中压力较大时才会打开。

4.根据权利要求1所述的一种激光熔覆送粉头，其特征在于：所述粉料混合腔的侧面是向底面收缩的弧面。

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