RU2031764C1 - Сопло для лазерной обработки - Google Patents
Сопло для лазерной обработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031764C1 RU2031764C1 SU4951121A RU2031764C1 RU 2031764 C1 RU2031764 C1 RU 2031764C1 SU 4951121 A SU4951121 A SU 4951121A RU 2031764 C1 RU2031764 C1 RU 2031764C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- casing
- insert
- powder
- laser
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: лазерная наплавка. Сущность изобретения: сопло содержит корпус и установленную в нем вставку с центральным отверстием для прохода лазерного луча. Вставка установлена в корпусе с кольцевым зазором для подачи через него порошкообразных материалов в зону обработки из патрубка, установленного перпендикулярно оси сопла. При этом срез вставки размещен относительно среза корпуса на 0,1 - 0,7 диаметра сопла. Патрубок установлен в верхней части корпуса и служит для подачи защитного газа. Через отверстие в корпусе сопла и отверстие вставки лазерный луч направляют в зону обработки, а через патрубок в кольцевую полость между корпусом и вставкой подают порошкообразный материал, при этом луч неподвижен, а деталь с наплавляемым материалом перемещается. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к оборудованию для лазерной обработки, в частности к устройствам для лазерной наплавки.
Известно устройство для нанесения металлического покрытия на детали, содержащее бункер для подачи металлического материала и канал, через который подводящий частицы поток газа направляется на обрабатываемый участок (см. патент ФРГ N 3011022, кл. B 23 K 26/00, 1981).
Недостатком известного устройства является зависимость качества нанесения покрытия от направления взаимного перемещения подложки и луча лазера из-за одностороннего подвода порошкового наплавляемого материала (см. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989, с.281-289).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является сопло для лазерной обработки, содержащее корпус и установленную в нем вставку с центральным отверстием для прохода лазерного луча и патрубком для подачи легирующих элементов (см., например, а.с. N 1345496, кл. B 23 K 26/00, 1987).
Недостатком данного сопла является невысокое качество формирования покрытия, которое зависит от направления перемещения наплавляемой поверхности из-за одностороннего подвода порошкового наплавляемого материала. Кроме того, подача порошка под углом к движению подложки с наплавляемым материалом приводит к формированию деформированных валиков. Разброс высоты и ширины по длине достигает 50-60% (см. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989, с.281-289).
К недостаткам этого сопла относится также отсутствие защиты фокусирующих элементов внешней оптической системы лазера от налипания порошковых наплавляемых материалов.
Целью изобретения является повышение качества наносимого покрытия и защита фокусирующих элементов внешней оптической системы лазера от налипания порошковых наплавляемых материалов.
Цель достигается тем, что в сопле для лазерной обработки с подачей легирующих элементов, преимущественно порошкообразных, содержащем корпус и установленную в нем вставку с центральным отверстием для прохода лазерного луча и патрубком для подачи легирующих элементов, вставка установлена в корпусе с кольцевым зазором с возможностью подачи через него легирующих элементов в зону обработки, при этом срез вставки размещен относительно среза корпуса на 0,1-0,7 диаметра сопла, а патрубок для подачи легирующих элементов в кольцевой зазор размещен перпендикулярно оси сопла.
Кроме того, корпус сопла снабжен дополнительным патрубком для подачи защитного газа, установленным перпендикулярно оси сопла в верхней части корпуса.
Форма корпуса и вставки предлагаемого сопла отличается от формы аналогичных деталей прототипа. Однако это отличие не влияет на достижение цели изобретения. Важно, что между корпусом и вставкой образован кольцевой зазор.
Из научно-технической и патентной информации авторам неизвестна установка вставки относительно корпуса с кольцевым зазором. Исходя из этого можно сказать, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "существенные отличия".
На чертеже схематически изображено сопло для лазерной обработки с подачей легирующих материалов.
Сопло содержит корпус 1 и установленную в нем вставку 2 с центральным отверстием 3 для прохода лазерного луча. Вставка установлена в корпусе 1 с кольцевым зазором 4 для подачи через него порошкообразных легирующих материалов в зону обработки из патрубка 5, установленного перпендикулярно оси сопла, при этом срез 6 вставки 2 размещен относительно среза 7 корпуса на 0,1-0,7 диаметра сопла.
Корпус снабжен также дополнительным патрубком 8, установленным перпендикулярно оси сопла в верхней части корпуса для подачи в зону обработки защитного газа.
При расположении среза 6 вставки 2 относительно среза 7 сопла 1 меньше 0,1 диаметра сопла ухудшается формирование струи порошка, так как частицы порошка не успевают расплавиться в поле лазерного излучения. Это приводит к ухудшению качества наплавки, к снижению коэффициента использования порошка, ухудшению внешнего вида наплавленного слоя.
При расположении среза 6 вставки 2 относительно среза 7 сопла 1 больше 0,7 диаметра сопла частицы порошка расплавляются, налипают на отверстие корпуса сопла. При этом нарушается стабильность процесса, ухудшается качество наплавки.
Предлагаемое сопло работает следующим образом.
Через срез 7 в корпусе сопла и срез 6 вставки 2 лазерный луч направляют в зону обработки. Через патрубок 5 в полость между корпусом сопла 1 и вставкой 2 подают порошковый наплавляемый материал (например, самофлюсующийся или несамофлюсующийся). Подача наплавляемого материала в кольцевой зазор обеспечивает плавление порошка непосредственно в зоне обработки.
Одновременно через патрубок 8 в корпус 1 сопла подают газ (воздух или инертный газ) для защиты элементов фокусирующей оптики от частиц наплавляемого материала. Лазерная наплавка осуществляется по схеме: неподвижный луч - перемещаемая деталь. Подача порошка относительно движения детали (образца) осуществляется перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Поэтому подача легирующих элементов в кольцевой зазор снижает колебания разброса высоты и ширины валиков по длине до 7-13% независимо от направления перемещения детали относительно лазерного луча.
За базовый образец принято сопло для лазерной обработки деталей, используемое в ВНПО "Ремдеталь" с 1986 г. При этом в сопло подают лазерный луч и защитный газ и производят оплавление поверхности, на которую предварительно нанесена и высушена обмазка. Луч подается перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Применение данного сопла позволяет получить повышение ресурса детали и экономично использовать наплавляемый материал. Однако имеется и ряд недостатков. К ним относятся необходимость подбора основы обмазки для различных материалов, необходимость изготовления, нанесения и сушки обмазки, что усложняет технологический процесс.
Применение предлагаемого сопла позволит получить равномерный подвод порошка в зону обработки; повысить качество формирования покрытия за счет снижения колебания разброса высоты и ширины валиков по их длине; исключить попадание легирующих элементов на внешнюю оптическую систему лазера; упростить технологию (взамен базового образца) подбора материалов для легирования поверхности и сократить технологический цикл за счет одновременной подачи наплавляемого материала и оплавления его.
Claims (2)
1. СОПЛО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ с подачей порошкообразных легирующих элементов, содержащее корпус и установленную в нем вставку с центральным отверстием для прохода лазерного луча и патрубок для подачи легирующих элементов, отличающееся тем, что, с целью повышения качества, вставка установлена в корпусе с кольцевым зазором, при этом торец вставки размещен на расстоянии от торца корпуса, равном 0,1 - 0,7 диаметра сопла, а патрубок для подачи легирующих элементов через стенку корпуса введен в кольцевой зазор перпендикулярно к оси сопла.
2. Сопло по п.1, отличающееся тем, что, с целью защиты оптической системы лазера от легирующих элементов, корпус снабжен патрубком для защитного газа, установленным перпендикулярно к оси сопла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4951121 RU2031764C1 (ru) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Сопло для лазерной обработки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4951121 RU2031764C1 (ru) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Сопло для лазерной обработки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2031764C1 true RU2031764C1 (ru) | 1995-03-27 |
Family
ID=21582247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4951121 RU2031764C1 (ru) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Сопло для лазерной обработки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2031764C1 (ru) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2317183C2 (ru) * | 2002-02-08 | 2008-02-20 | Хонейвелл Интернэшнл Инк. | Ручная питаемая порошком горелка для лазерной сварки плавлением |
RU2562576C1 (ru) * | 2014-07-22 | 2015-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ получения износостойкого покрытия на детали |
RU2562584C1 (ru) * | 2014-07-22 | 2015-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ формирования дискретного износостойкого покрытия на детали |
RU170344U1 (ru) * | 2016-09-19 | 2017-04-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Устройство для лазерной обработки изделия |
RU2618287C2 (ru) * | 2015-08-04 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ лазерной обработки изделия (варианты) и устройство для его осуществления (варианты) |
RU2656906C1 (ru) * | 2017-04-19 | 2018-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ лазерной наплавки покрытий на образец и устройство для его осуществления |
RU2678619C2 (ru) * | 2012-11-30 | 2019-01-30 | Сафран Эркрафт Энджинз | Способ изготовления детали плавлением порошка, частицы которого достигают жидкой ванны в холодном состоянии |
RU187996U1 (ru) * | 2018-09-13 | 2019-03-26 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Сопловая головка для лазерной порошковой наплавки |
RU2697124C2 (ru) * | 2018-01-11 | 2019-08-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ лазерной обработки изделия и устройство его реализующее |
CN112703078A (zh) * | 2019-06-07 | 2021-04-23 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 用于工件表面处理的同轴粉末喷嘴顶头模块 |
RU2767104C1 (ru) * | 2019-05-24 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Устройство для лазерной порошковой наплавки |
-
1991
- 1991-06-27 RU SU4951121 patent/RU2031764C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1345496, кл. B 23K 26/00, 1987. * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2317183C2 (ru) * | 2002-02-08 | 2008-02-20 | Хонейвелл Интернэшнл Инк. | Ручная питаемая порошком горелка для лазерной сварки плавлением |
RU2678619C2 (ru) * | 2012-11-30 | 2019-01-30 | Сафран Эркрафт Энджинз | Способ изготовления детали плавлением порошка, частицы которого достигают жидкой ванны в холодном состоянии |
US10967460B2 (en) | 2012-11-30 | 2021-04-06 | Safran Aircraft Engines | Method for manufacturing a part by melting powder, the powder particles reaching the bath in a cold state |
RU2562576C1 (ru) * | 2014-07-22 | 2015-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ получения износостойкого покрытия на детали |
RU2562584C1 (ru) * | 2014-07-22 | 2015-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ формирования дискретного износостойкого покрытия на детали |
RU2618287C2 (ru) * | 2015-08-04 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ лазерной обработки изделия (варианты) и устройство для его осуществления (варианты) |
RU170344U1 (ru) * | 2016-09-19 | 2017-04-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Устройство для лазерной обработки изделия |
RU2656906C1 (ru) * | 2017-04-19 | 2018-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ лазерной наплавки покрытий на образец и устройство для его осуществления |
RU2697124C2 (ru) * | 2018-01-11 | 2019-08-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ лазерной обработки изделия и устройство его реализующее |
RU187996U1 (ru) * | 2018-09-13 | 2019-03-26 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Сопловая головка для лазерной порошковой наплавки |
RU2767104C1 (ru) * | 2019-05-24 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Устройство для лазерной порошковой наплавки |
CN112703078A (zh) * | 2019-06-07 | 2021-04-23 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 用于工件表面处理的同轴粉末喷嘴顶头模块 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2031764C1 (ru) | Сопло для лазерной обработки | |
US5208431A (en) | Method for producing object by laser spraying and apparatus for conducting the method | |
US4212900A (en) | Surface alloying method and apparatus using high energy beam | |
US3903321A (en) | Method for charging plastic powder electrostatically by friction only | |
CA1321047C (en) | Method of and apparatus for producing superfine powder in spherical form | |
US5182430A (en) | Powder supply device for the formation of coatings by laser beam treatment | |
DE3942050B4 (de) | Vorrichtung zur Laserplasmaspritzung mit axialer Strömung | |
JPH02258186A (ja) | レーザ溶接方法および装置 | |
EP0907760B1 (en) | Thermal spraying method and apparatus | |
AU580455B2 (en) | Production of bar/ingot | |
HU9901223D0 (en) | Process and apparatus for treatment of inner surfaces with laser | |
US4322601A (en) | Surface alloying method and apparatus using high energy beam | |
JPH05508190A (ja) | 金属のスプレー沈着 | |
GB1033312A (en) | Improvements in or relating to a method for the deposition of an even coating of fusible material on various parts and device for that purpose | |
JPS595021B2 (ja) | 粉末材料の均一散布装置 | |
US5896902A (en) | Debarking knife and method of manufacturing it | |
CA1332216C (en) | Jet wiping nozzle | |
JPH0649598B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
US11344951B2 (en) | Apparatus for forming 3D objects | |
US3620815A (en) | Vapor collimation in vacuum deposition of coatings | |
JPS61264168A (ja) | レ−ザ溶射法及びその装置 | |
US3826226A (en) | Apparatus for coating particulate material | |
DK0815280T3 (da) | Termisk påføringsmetode til tynde keramiske lag og apparater til påføring | |
JPH02147184A (ja) | レーザクラッディング方法及び装置 | |
US4570568A (en) | Shroud for thermally sprayed workpiece |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070628 |