RU206281U1 - Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах - Google Patents
Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах Download PDFInfo
- Publication number
- RU206281U1 RU206281U1 RU2020139344U RU2020139344U RU206281U1 RU 206281 U1 RU206281 U1 RU 206281U1 RU 2020139344 U RU2020139344 U RU 2020139344U RU 2020139344 U RU2020139344 U RU 2020139344U RU 206281 U1 RU206281 U1 RU 206281U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- head
- laser beam
- laser
- gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/144—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing particles, e.g. powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
- B23K26/342—Build-up welding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области металлургии, в частности, к технологии производства изделий с применением порошков металлов и сплавов, а именно к оборудованию для лазерной газопорошковой наплавки металлов.Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является повышение производительности процесса лазерной порошковой наплавки на бандажные полки лопаток турбины.Технический результат достигается тем, что головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах, выполненная в виде усеченного конуса с центральным отверстием для лазерного луча и содержащая сопла для подачи газопорошковой смеси, размещенные в донной части головки под углом к оси лазерного пучка, в отличие от известной она выполнена со сквозными отверстиями, расположенными по периферии усеченного конуса, при этом сопла для подачи газопорошковой смеси вмонтированы в штуцеры, герметично установленные в двух сквозных отверстиях донной части головки, расположенных симметрично относительно центрального отверстия, и размещены напротив друг друга симметрично под углом 27° к оси лазерного пучка.
Description
Полезная модель относится к области металлургии, в частности к технологии производства изделий с применением порошков металлов и сплавов, а именно к оборудованию для лазерной газопорошковой наплавки металлов.
Известны технические решения по наплавке в труднодоступных местах от фирм Хаффман, Либурди и Лазеры и Аппаратура. В данных технических решениях используется технология DMD, которая требует адаптации к имеющейся оптической системе установки LENS, что не гарантирует работоспособность системы машинного зрения и при этом имеются большие потери порошка при наплавке.
Наиболее близким к данному техническому решению является конструкция головки для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах, выполненная в виде усеченного конуса с центральным отверстием для лазерного луча и содержащая сопла для подачи газопорошковой смеси, размещенные в донной части головки под углом к оси лазерного пучка («LENS -технология лазерной наплавки» автор Н.М. Максимов, опубл. 03.07.2015, публикация на сайте промышленного интернет-портала www.mirprom.com (http://mirprom.com/public/lens-tehnologiya-lazernoy-naplavki.html)). Металлический порошок доставляется в зону наплавки одновременно с лучом лазера. Данное техническое решение не позволяет в полной мере решать поставленные задачи, так как для струйной головки точка фокуса расположена на расстоянии 25 мм и при этом имеются также большие потери порошка.
Данные технические решения по наплавке в труднодоступных местах по технологии DMD для установки LENS либо имеют ограничения по мощности подводимого излучения и производительности, либо из-за конструктивных особенностей точка фокуса не может быть установлена непосредственно на обрабатываемую поверхностью, либо большая часть порошка расходуется в холостую, не попадая и не оседая на обрабатываемой поверхности.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является повышение производительности процесса лазерной порошковой наплавки на бандажные полки лопаток турбины.
Технический результат достигается тем, что головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах, выполненная в виде усеченного конуса с центральным отверстием для лазерного луча и содержащая сопла для подачи газопорошковой смеси, размещенные в донной части головки под углом к оси лазерного пучка, в отличие от известной она выполнена со сквозными отверстиями, расположенными по периферии усеченного конуса, при этом сопла для подачи газопорошковой смеси вмонтированы в штуцеры, герметично установленные в двух сквозных отверстиях донной части головки, расположенных симметрично относительно центрального отверстия, и размещены друг напротив друга симметрично под углом 27° к оси лазерного пучка.
Значение угла в 27° к оси лазерного пучка выбиралось из конструктивных соображений (обеспечение подвода головки в зону наплавки бандажных полок), а также, используя встроенную в установку камеру слежения за процессом, обеспечением минимального диаметра газопорошкового потока в точке фокусировки лазерного луча и на всей длине его перетяжки. Минимально необходимой скорости потока порошковых частиц. Минимально необходимая скорость выбиралась из условия переноса максимально большего количества частиц в зону расплав и отсутствие перегрева частиц под лучом (часть легкоплавких легирующих элементов может выгореть еще до образования общей ванны расплава). В связи с этим, необходимо подавать их под наиболее тупым углом к подложке, сводя время пребывания под лучом к минимуму.
Данное решение поясняется чертежами, на которых представлено:
фиг. 1 - внешний вид головки для лазерной порошковой наплавки; фиг. 2 - схема подачи порошка.
Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах (фиг. 1) выполнена в виде усеченного конуса 1 с центральным отверстием 2 для лазерного луча. В донной части головки под углом к оси лазерного пучка размещены сопла 3 и 4 для газопорошковой смеси. По периферии усеченного конуса выполнены сквозные отверстия. При этом сопла 3 и 4 для подачи газопорошковой смеси вмонтированы в штуцеры 5 и 6, которые герметично установлены в двух сквозных отверстиях 7 и 8 донной части головки, расположенных симметрично относительно центрального отверстия 2 и размещены друг напротив друга симметрично под углом 27° к оси лазерного пучка 9.
Использование данного устройства позволит выполнять наплавку на зигах бандажных полок с высотой боковой стенки до 35 мм путем подвода порошка (фиг. 2) в струе технологических газов через два сопла 3 и 4, расположенных напротив друг друга под углом 27° к оси лазерного пучка 9. Общая конструкция не требует перенастройки оптического тракта (используемые головки не содержат элементы оптики, как то линзы, призмы и т.д.), так как точка фокуса луча не изменит свое положение, соответственно не нарушится работоспособность тракта системы машинного зрения и не снизится допустимая подводимая мощность лазерного излучения. Использование угла наклона к оси лазерного излучения позволяет избежать сдувания ванны расплава защитными газами из оптического тракта и транспортными газами, переносящими порошок. При этом взаимодействие двух направленных встречно газопорошковых струй снижает вероятность отражения частиц от поверхности или отклонения их от траектории. В результате внедрения предлагаемого решения будет снижен процент не используемого порошка (порошка, не попавшего в ванну расплава и сдутого защитным газом), будет обеспечена возможность наплавки в труднодоступных местах на полной мощности излучения. Эти обстоятельства приводят к повышению качества наплавки, повышению коэффициента использования порошка и увеличению производительности процесса.
Таким образом, данное техническое решение позволяет повысить производительность процесса лазерной порошковой наплавки на бандажные полки лопаток турбины.
Claims (1)
- Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах, выполненная в виде усеченного конуса с центральным отверстием для лазерного луча и содержащая сопла для подачи газопорошковой смеси, размещенные в донной части головки под углом к оси лазерного пучка, отличающаяся тем, что она выполнена со сквозными отверстиями, расположенными по периферии усеченного конуса, при этом сопла для подачи газопорошковой смеси вмонтированы в штуцеры, герметично установленные в двух сквозных отверстиях донной части головки, расположенных симметрично относительно центрального отверстия, и размещены напротив друг друга симметрично под углом 27° к оси лазерного пучка.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139344U RU206281U1 (ru) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139344U RU206281U1 (ru) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU206281U1 true RU206281U1 (ru) | 2021-09-03 |
Family
ID=77663419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020139344U RU206281U1 (ru) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU206281U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2100479C1 (ru) * | 1996-01-04 | 1997-12-27 | Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН | Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка |
US7358457B2 (en) * | 2006-02-22 | 2008-04-15 | General Electric Company | Nozzle for laser net shape manufacturing |
RU165179U1 (ru) * | 2015-04-07 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Сопло для лазерной обработки изделия |
RU2660499C2 (ru) * | 2016-08-03 | 2018-07-06 | Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") | Способ четырехсопловой газопорошковой лазерной наплавки с регулированием расхода порошка |
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 |
-
2020
- 2020-11-30 RU RU2020139344U patent/RU206281U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2100479C1 (ru) * | 1996-01-04 | 1997-12-27 | Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН | Способ газопорошковой лазерной наплавки с двухсопловой подачей порошка |
US7358457B2 (en) * | 2006-02-22 | 2008-04-15 | General Electric Company | Nozzle for laser net shape manufacturing |
RU165179U1 (ru) * | 2015-04-07 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Сопло для лазерной обработки изделия |
RU2660499C2 (ru) * | 2016-08-03 | 2018-07-06 | Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") | Способ четырехсопловой газопорошковой лазерной наплавки с регулированием расхода порошка |
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7471002B2 (ja) | 金属製造用途のためのマルチモードレーザ装置 | |
CN109530919B (zh) | 一种超声辅助的多光束激光熔丝增材制造装备及方法 | |
US20050056628A1 (en) | Coaxial nozzle design for laser cladding/welding process | |
CN104651832B (zh) | 用于大型金属零件的表面修复工艺 | |
CN109837497B (zh) | 一种中心同轴送粉式超音速激光喷涂方法 | |
CN102369080A (zh) | 激光加工装置 | |
CN204825050U (zh) | 一种内孔用激光熔覆头 | |
JPH02258186A (ja) | レーザ溶接方法および装置 | |
CN109536957A (zh) | 激光熔覆喷嘴及激光熔覆装置 | |
CN108950545A (zh) | 一种旋转光束超高速激光熔覆方法及装置 | |
CN1271236C (zh) | 一种内置式激光熔覆喷嘴 | |
CN110592585B (zh) | 一种超高速激光熔覆系统和方法 | |
CN111519183A (zh) | 激光超高速熔覆头、超高速熔覆系统及熔覆方法 | |
CN111455378A (zh) | 一种高效率矩形光斑激光熔覆方法 | |
CN112430813B (zh) | 一种分体式激光熔覆送粉喷嘴及使用其进行激光熔覆的方法 | |
WO2021041464A1 (en) | Coaxial laser-wire optical system for use in additive manufacturing | |
CN110280763A (zh) | 同轴送粉激光烧结装置 | |
CN211445900U (zh) | 圆筒内壁激光熔覆头 | |
RU206281U1 (ru) | Головка для лазерной порошковой наплавки в труднодоступных местах | |
JP6057778B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
CN213652649U (zh) | 一种高速激光熔覆头 | |
CN201574192U (zh) | 一种用于激光熔覆成形的光、粉、气同轴输送装置 | |
CN106271064A (zh) | 提高激光加工能力的辅助装置及提高方法 | |
JP2003251480A (ja) | レーザクラッド装置およびレーザ照射装置 | |
US11498142B2 (en) | Laser metal wire deposition |