CN2838760Y - 高功率激光宽带熔覆用侧向送粉喷嘴 - Google Patents
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Abstract
一种高功率激光宽带熔覆用侧向送粉喷嘴，属激光加工技术领域。目前激光熔覆技术为实现较大的熔覆面积，需要多次搭接，生产效率低。展宽激光光束一种大面积宽带熔覆用同轴双向送粉喷嘴，送粉头结构复杂，且难保证送粉形状与光束截面匹配，调整过程较复杂，加工成本也较高。本实用新型主要包括料斗(2)、送粉管(3)、出粉嘴(4)、保护气通道(9)、出粉通道(10)，其特征在于：料斗(2)与送粉管(3)连接，送粉管(3)与出粉嘴(4)连接，保护气道(9)在出粉通道(10)外围，两者是平行关系，出粉通道(10)截面由送粉管(3)处的圆形在拐角处过渡为矩形截面形状，出粉嘴(4)与送粉管(3)的中心轴呈120～150°的夹角。该喷嘴结构简单，装卸方便，加工成本较低，且可应用于其它激光加工技术，安装水冷套(6)可实现长时间工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光宽带熔覆用送粉喷嘴的结构设计，属于激光加工技术领域。
背景技术
激光加工是一种非接触式加工手段，是较先进的材料加工方法，激光加工有许多常规加工手段无法比拟的优越性，应用范围也相当广泛。激光熔覆是利用高能激光束辐照，通过迅速熔化、扩展和凝固，在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，构成一种新的复合材料，以弥补基体所缺少的高性能。可根据工件的要求，熔覆各种成分的金属或非金属，制备耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化等特性的表面覆层，使材料具有常规处理所不具有的组织与性能。
与等离子喷涂、熔覆相比，激光熔覆具有更加明显的优点，热影响区比等离子熔覆大大减小，激光熔覆层缺陷较少，使得激光熔覆可以应用在比较精密的零件表面的强化。因组织细小、结合紧密，使得激光熔覆层具有比等离子熔覆层更加优越的力学性能。激光熔覆可广泛应用于内燃机零件的表面强化和修复、钢铁行业轧辊的强化与修复、大型轴类零件的强化与修复、采煤及采矿机械磨损部件的强化与修复等，能显著提高零件耐磨、抗腐蚀等性能，明显增加零件的使用寿命。
目前在激光熔覆技术方面，无论是同轴送粉还是侧向送粉，所得到的激光熔覆层的单道宽度一般不超过4mm，为实现较大的熔覆面积，需要多次搭接，生产效率相当低。在展宽激光光束的措施中，加大离焦量、使用转镜、积分镜等是常用的方法。目前有一种大面积宽带熔覆用同轴双向送粉喷嘴，送粉头结构相当复杂，且很难保证送粉形状与光束截面匹配，调整过程比较复杂，送粉喷嘴的加工成本也较高。因此很有必要研制一种结构简单、成本低廉且适合于激光宽带熔覆的送粉喷嘴。
实用新型内容
为了提高回转体及平面的大面积激光熔覆的效率，克服已有宽带熔覆技术的不足，本实用新型提供一种侧向送粉喷嘴。该喷嘴针对宽带激光熔覆时，利用激光光束处理技术(如振镜、转镜、积分镜等)将光斑整合成长方形，利用展宽后截面为矩形的送粉喷嘴，实现与激光光束形状相吻合的宽带送粉，可得到较大的单道处理宽度，大大提高激光熔覆的生产效率。该喷嘴结构简单，装卸方便，加工成本较低，并且可应用于其它激光加工技术，因设置水冷装置，可实现长时间工作。
一种高功率激光宽带熔覆用侧向送粉喷嘴，它主要包括料斗2送粉管3、出粉嘴4、保护气通道9、出粉通道10，其特征在于：料斗2与送粉管3连接，送粉管3与出粉嘴4连接，保护气道9在出粉通道10外围，两者是平行关系，出粉通道10由送粉管3处的圆形在拐角处过渡为矩形截面形状，出粉嘴4与送粉管3的中心轴呈120～150°的夹角，以保持一定的送粉方向。
所说的一种高功率激光宽带熔覆用侧向送粉喷嘴，其特征在于：该送粉喷嘴在出粉嘴4上安装一水冷套6，水冷套6套在出粉嘴4上，进水口7和出水口8接到循环水装置上，达到冷却出粉嘴4的目的，可以应用于较长时间的激光宽带熔覆。
在目前的激光熔覆技术中，单道处理的宽度往往很窄，不适合批量生产的需要。将光束展宽提高单道处理宽度是提高激光处理效率的有效途径。光束展宽同时需要喷嘴送粉宽度的相应加大，这样会产生送粉均匀性及汇聚效果的降低。选择合适的喷嘴形状、尺寸以及送粉气压，能够实现所需要的送粉均匀性，并且汇聚效果较好。这种喷嘴结构相当简单，制作成本较低。
附图说明
图1是高功率激光宽带熔覆用侧向送粉喷嘴示意图
1-送粉入口，2-料斗，3-送粉管，4-出粉嘴，5-保护气入口，6-水冷套，7-进水口，8-出水口，9-保护气通道，10-出粉通道
图2是图1中A-A向的剖视图
具体实施方式
将送粉喷嘴安装在激光头的固定架上，并调整送粉头与光束的相对位置，以保证送粉喷嘴送出来的金属粉末与激光矩形光束相吻合。送粉喷嘴的送粉入口1接送粉器设备，保护气入口5接保护气。
在图1中，料斗2与送粉管3相连，送粉管3与出粉嘴4相连。在工作时金属粉末从送粉入口1进入料斗2中，再经送粉管3进入到出粉嘴4中，金属粉末经过出粉嘴4内部并整形为矩形的出粉通道10，金属粉末从出粉通道10均匀送出。水冷套6的进水口7和出水口8接外围的循环水装置，实现对喷嘴的冷却。保护气从保护气入口5进入到保护气通道9，经保护气通道9送出，保护激光熔覆的区域不被氧化。
送出的金属粉末比较均匀，挺度较好且能保持较好的送粉形式，在较长的送粉距离不产生粉末的分散，经激光照射后在金属表面可以得到较大宽度和厚度的激光熔覆层，大大提高了激光熔覆的效率，熔覆层缺陷较少，厚度比较均匀，较适合于较大工件表面的激光处理。
Claims (2)
1.一种高功率激光宽带熔覆用侧向送粉喷嘴，它主要包括料斗(2)、送粉管(3)、出粉嘴(4)、保护气通道(9)、出粉通道(10)，其特征在于：料斗(2)与送粉管(3)连接，送粉管(3)与出粉嘴(4)连接，保护气道(9)在出粉通道(10)外围，两者是平行关系，出粉通道(10)截面由送粉管(3)处的圆形在拐角处过渡为矩形截面形状，出粉嘴(4)与送粉管(3)的中心轴呈120～150°的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种高功率激光宽带熔覆用侧向送粉喷嘴，其特征在于：该送粉喷嘴在出粉嘴(4)上安装一水冷套(6)，水冷套(6)套在出粉嘴(4)上，进水口(7)和出水口(8)接到循环水装置上。
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