一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，該送粉裝置包括混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔，混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔相互連通，通過在混合噴嘴腔的外圍開設(shè)氣流噴嘴腔，不但減少已有噴嘴另外添加的保護(hù)氣套以及保護(hù)氣路，精簡(jiǎn)了噴嘴的結(jié)構(gòu)，有效的減小了噴嘴的體積，降低了材料成本。而且在噴射時(shí)，粉末流與氣流形成復(fù)合射流，使得噴出的粉末到達(dá)基板前匯聚性增加，提高光粉耦合性以及粉末的利用率。同時(shí)實(shí)現(xiàn)粉末與保護(hù)氣的真正同軸，保證激光熔覆的質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于激光熔覆【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]激光熔覆也稱為激光包覆(熔敷)，是一門多學(xué)科交叉技術(shù)。激光熔覆利用高能的激光束對(duì)基材和熔覆材料進(jìn)行輻照加熱，使熔覆材料在基材表面迅速完成熔凝過程，與基材表面以冶金結(jié)合的方式融為一體。研究已經(jīng)表明，激光熔覆所得到的熔覆層具有特殊的化學(xué)、物理等性能，能夠顯著的改善基體材料表面的耐腐蝕、耐磨、耐熱、硬度、抗氧化等性能，可以有效地降低生產(chǎn)成本，基體與熔覆材料能夠形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
[0003]在激光熔覆過程中，實(shí)現(xiàn)激光束與被熔材料的精確耦合(即同步送料技術(shù)，使被熔材料能夠準(zhǔn)確、均勻并穩(wěn)定地投入到成型面上按預(yù)定軌跡做動(dòng)態(tài)掃描運(yùn)動(dòng)的激光光斑內(nèi))，是保證成型質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)有的光內(nèi)同軸送粉噴嘴是粉束通過中間的送粉管輸送，夕卜面添加保護(hù)氣套以保護(hù)氣的輸送管輸送保護(hù)氣，粉路與保護(hù)氣路分開，無(wú)法實(shí)現(xiàn)中空激光光內(nèi)同軸送粉的復(fù)合噴射，同時(shí)造成熔覆噴嘴體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)困難。
[0004]鑒于以上問題，有必要提出一種新型的光內(nèi)同軸送粉激光熔覆裝置，以實(shí)現(xiàn)送粉的復(fù)合噴射，提高光粉耦合性以及粉末的利用率，同時(shí)簡(jiǎn)化噴嘴的結(jié)構(gòu)，便于調(diào)節(jié)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，通過設(shè)置相互連通的混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔，在噴射時(shí)，使得粉末流與氣流形成復(fù)合射流，提高光粉耦合性以及粉末的利用率，同時(shí)簡(jiǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)，便于調(diào)節(jié)。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的目的提出的一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，所述送粉裝置包括主體、以及位于所述主體內(nèi)部的混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔，所述氣流噴嘴腔設(shè)置于所述混合噴嘴腔的外圈，所述混合噴嘴腔與所述氣流噴嘴腔間設(shè)置有至少一個(gè)連通孔，以連通兩個(gè)噴嘴腔。
[0007]優(yōu)選的，所述氣流噴嘴腔為設(shè)置于所述混合噴嘴腔外圍一周的環(huán)形噴嘴腔。
[0008]優(yōu)選的，所述混合噴嘴腔位于所述主體的中心位置處，所述環(huán)形噴嘴腔環(huán)繞所述混合噴嘴腔設(shè)置，所述環(huán)形噴嘴腔的前端逐漸向所述混合噴嘴腔一側(cè)收攏。
[0009]優(yōu)選的，所述混合噴嘴腔與所述氣流噴嘴腔的前端逐漸向各自的軸線收縮形成錐柱形結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選的，所述混合噴嘴腔與所述氣流噴嘴腔前端的軸線相交，夾角為30-50°。
[0011]優(yōu)選的，所述混合噴嘴腔與所述氣流噴嘴腔前端的軸線相交，夾角為40°。
[0012]優(yōu)選的，所述氣流噴嘴腔的前端面與其前端的軸線垂直，并相對(duì)所述混合噴嘴腔的前端面向下傾斜。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型公開的中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置的優(yōu)點(diǎn)是:該送粉裝置包括混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔，混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔相互連通，通過在混合噴嘴腔的外圍開設(shè)氣流噴嘴腔，不但減少了已有噴嘴另外添加的保護(hù)氣套以及保護(hù)氣路，精簡(jiǎn)了噴嘴的結(jié)構(gòu)，有效的減小了噴嘴的體積，降低了材料成本。而且在噴射時(shí)，粉末流與氣流形成復(fù)合射流，使得噴出的粉末到達(dá)基板前匯聚性增加，提高光粉耦合性以及粉末的利用率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型公開的一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為A-A剖視圖。
[0017]圖中的數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱:
[0018]1、主體2、混合噴嘴腔3、氣流噴嘴腔4、連通孔
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)有的光內(nèi)同軸送粉噴嘴是粉束通過中間的送粉管輸送，外面添加保護(hù)氣套以保護(hù)氣的輸送管輸送保護(hù)氣，粉路與保護(hù)氣路分開，無(wú)法實(shí)現(xiàn)中空激光光內(nèi)同軸送粉的復(fù)合噴射，同時(shí)造成熔覆噴嘴體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)困難等問題。
[0020]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，通過設(shè)置相互連通的混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔，在噴射時(shí)，使得粉末流與氣流形成復(fù)合射流，提高光粉耦合性以及粉末的利用率，同時(shí)簡(jiǎn)化噴嘴的結(jié)構(gòu)，便于調(diào)節(jié)。
[0021]下面將通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]請(qǐng)一并參見圖1與圖2，圖1為本實(shí)用新型公開的一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為A-A剖視圖。如圖所示，一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，送粉裝置包括主體1、以及位于主體I內(nèi)部的混合噴嘴腔2與氣流噴嘴腔3，氣流噴嘴腔3設(shè)置于混合噴嘴腔2的外圈，混合噴嘴腔2與氣流噴嘴腔3間設(shè)置有至少一個(gè)連通孔4，以連通兩個(gè)噴嘴腔。在噴射時(shí)，粉末流與載氣同時(shí)進(jìn)入混合噴嘴腔2，由于混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔3連通的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得絕大部分載氣進(jìn)入氣流噴嘴腔3射出，粉末則通過混合噴嘴腔2噴出，利用噴嘴中的氣流噴嘴腔作為保護(hù)氣噴嘴，對(duì)混合噴嘴腔射出的粉末流進(jìn)行約束，形成復(fù)合射流，從而使粉末到達(dá)基板前基本不發(fā)散。其中載氣為惰性氣體，惰性載氣作為保護(hù)氣對(duì)熔池進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)減少了已有噴嘴另外添加的保護(hù)氣套以及保護(hù)氣路，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)粉末與保護(hù)氣的真正同軸，保證激光熔覆的質(zhì)量。
[0023]氣流噴嘴腔3為設(shè)置于混合噴嘴腔2外圍一周的環(huán)形噴嘴腔。通過設(shè)置成環(huán)形結(jié)構(gòu)，使得氣流均勻的從混合噴嘴腔的一周噴出。
[0024]混合噴嘴腔2位于主體I的中心位置處，環(huán)形噴嘴腔環(huán)繞混合噴嘴腔2設(shè)置，環(huán)形噴嘴腔的前端逐漸向混合噴嘴腔一側(cè)收攏。通過將環(huán)形噴嘴腔的前端收攏使得周邊的惰性氣流可同時(shí)向粉末流一側(cè)噴射，實(shí)現(xiàn)有效的保護(hù)。
[0025]混合噴嘴腔2與氣流噴嘴腔3的前端逐漸向各自的軸線收縮形成錐柱形結(jié)構(gòu)。通過將噴嘴的前端收縮，實(shí)現(xiàn)氣流與粉末流的匯聚。
[0026]混合噴嘴腔2與氣流噴嘴腔3前端的軸線相交，夾角α可為30°、40°、50°。具體角度大小根據(jù)需要而定，以混合效果最佳為準(zhǔn)，在此不做限制。
[0027]氣流噴嘴腔3的前端面與其前端的軸線垂直，并相對(duì)混合噴嘴腔的前端面向下傾斜。通過將噴嘴對(duì)應(yīng)的氣流噴嘴腔的端面向下傾斜設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的對(duì)粉末進(jìn)行保護(hù)的目的，使得粉末到達(dá)基板前匯聚性增加，提高粉末的利用率。
[0028]本實(shí)用新型公開了一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，該送粉裝置包括混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔，混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔相互連通，通過在混合噴嘴腔的外圍開設(shè)氣流噴嘴腔，不但減少已有噴嘴另外添加的保護(hù)氣套以及保護(hù)氣路，精簡(jiǎn)了噴嘴的結(jié)構(gòu)，有效的減小了噴嘴的體積，降低了材料成本。而且在噴射時(shí)，粉末流與氣流形成復(fù)合射流，使得噴出的粉末到達(dá)基板前匯聚性增加，提高光粉耦合性以及粉末的利用率。同時(shí)實(shí)現(xiàn)粉末與保護(hù)氣的真正同軸，保證激光熔覆的質(zhì)量。
[0029]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，其特征在于，所述送粉裝置包括主體、以及位于所述主體內(nèi)部的混合噴嘴腔與氣流噴嘴腔，所述氣流噴嘴腔設(shè)置于所述混合噴嘴腔的外圈，所述混合噴嘴腔與所述氣流噴嘴腔間設(shè)置有至少一個(gè)連通孔，以連通兩個(gè)噴嘴腔。
2.如權(quán)利要求1所述的中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，其特征在于，所述氣流噴嘴腔為設(shè)置于所述混合噴嘴腔外圍一周的環(huán)形噴嘴腔。
3.如權(quán)利要求2所述的中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，其特征在于，所述混合噴嘴腔位于所述主體的中心位置處，所述環(huán)形噴嘴腔環(huán)繞所述混合噴嘴腔設(shè)置，所述環(huán)形噴嘴腔的前端逐漸向所述混合噴嘴腔一側(cè)收攏。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，其特征在于，所述混合噴嘴腔與所述氣流噴嘴腔的前端逐漸向各自的軸線收縮形成錐柱形結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，其特征在于，所述混合噴嘴腔與所述氣流噴嘴腔前端的軸線相交，夾角為30-50°。
6.如權(quán)利要求5所述的中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，其特征在于，所述混合噴嘴腔與所述氣流噴嘴腔前端的軸線相交，夾角為40°。
7.如權(quán)利要求1所述的中空激光光內(nèi)同軸送粉裝置，其特征在于，所述氣流噴嘴腔的前端面與其前端的軸線垂直，并相對(duì)所述混合噴嘴腔的前端面向下傾斜。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK203625467SQ201320746453
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】石世宏, 鄔明君, 傅戈雁, 趙曄婷, 劉宇, 阮建武 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)張家港工業(yè)技術(shù)研究院