[实用新型]一种送丝送粉激光熔覆复合喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光熔覆装置，具体涉及一种同轴同步送丝送粉激光熔覆复合喷嘴。

背景技术

在激光熔覆制造过程中，高能激光束将金属粉末熔化并且与集体材料产生冶金结合，由于熔覆层的特殊性，可以增强基体表面耐磨、抗冲击和耐腐蚀等性能。其中有一个关键步骤，即将激光和被熔材料同步传输至加工成形位置，并使金属材料连续、准确、均匀地投入到加工面上按预定轨迹作扫描运动的聚焦光斑内，实现光料精确耦合，即同步送料技术，是保证成形质量的关键技术。

目前，现有技术中激光熔覆成形大多采用光外侧送粉方式，即多粉管光外侧同轴送粉，但光外侧送粉方式存在一些不足，未能实现送粉路径和激光光束的真正同轴，各送粉管的轴线仍然相对光束倾斜，存在扫描方向性影响，粉束汇聚后的粉斑尺寸较大，沿轴线的粉末密度变化大，激光束与粉末耦合性差，成形件表面比较粗糙，热作用效率低，成形高层精度零件比较困难，金属粉末利用率只能达到20%～30%。

对于上述不足，中国专利200710046020.2中公开了一种激光光内送丝熔覆方法与光内送丝装置，改变了现有的光外侧向送丝工艺方法中存在的送丝和对准方位复杂难控、送丝过程中光束离焦波动和变方向扫描造成丝材的热作用发生变化、熔覆过程中熔道质量恶化等诸多不足，并且光内送丝各方向姿态方位一致，不受扫描方向性和离焦波动的影响。然而上述装置存在一个较大的不足就是只能适用于单独送丝或单独送粉，不能实现粉末和丝材的同步同轴输送。

发明内容

本实用新型目的是提供一种送丝送粉激光熔覆复合喷嘴，使用该装置，可实现粉末与丝材的同轴同步输送。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种送丝送粉激光熔覆复合喷嘴，包括连接套、丝材导向管、粉末导向套及保护气套，所述连接套上开设有三个轴向通孔，中间的轴向通孔为送丝管，两侧的轴向通孔分别为送粉管及送气管；所述丝材导向管上端经螺纹结构与连接套的送丝管下端连接，所述丝材导向管外侧与所述送丝管内侧间构成环形空腔，所述环形空腔与所述送粉管导通，所述丝材导向管中部开设有与所述送丝管配合的送丝导向管；所述粉末导向套内部中空且套设于所述丝材导向管外侧，所述粉末导向套内侧与所述丝材导向管外侧间构成环形送粉导向管，所述环形送粉导向管与所述环形空腔连通，所述粉末导向套位于所述送气管一侧还开设有与所述送气管导通的通气孔，所述粉末导向套外侧经螺纹结构与所述连接套连接；所述保护气套内部中空且套设于所述粉末导向套外侧，所述保护气套内侧与所述粉末导向套外侧间构成环形送气导向管，所述环形送气导向管上端与所述通气孔连通，所述保护气套经螺纹结构与所述粉末导向套外侧连接。

上述技术方案中，所述连接套上端可以通过螺栓与激光熔覆装置连接，连接套上开设有三个轴向通孔，从左到右依次为送粉管、送丝管及送气管，三个管路分别与上方激光熔覆装置中的送粉、送丝及送气通道连接，丝材导向管上端与连接套的送丝管下端螺纹连接，两者之间的端面贴合，粉末导向套内部中空从而可以将丝材导向管套设于其中，粉末导向套上端侧面与连接套下端内侧面螺纹连接，丝材导向管与粉末导向套之间留有缓行间隙，使得从连接套内的送粉管送出的粉末能顺利垂直输送到下方，粉末导向套上端面与连接套下端面贴合，并且粉末导向套上位于送气管一侧还开设有与送气管导连通的通气孔，使得送气管传输的气体可以进入粉末导向套，保护气套上部内螺纹与粉末导向套上端侧面外螺纹螺纹连接，保护气套内部中空从而可将粉末导向套套设于其中，并且两者之间形成空腔，在粉末导向套通气孔内的气体可以进入该空气并继续向下喷出形成环锥形保护气帘，由此该喷嘴由外向内依次喷出的为保护气、粉末、丝材，构成同轴同步送丝送粉。

进一步的技术方案，所述丝材导向管中部四周沿圆周方向均匀设有三个焊点，所述相邻焊点间夹角为120°。所述焊点与粉末导向套内侧配合，通过保证丝材导向管和粉末导向套的同轴进度进而保证粉末与丝材的同轴输送，焊点尺寸较小，且焊点距丝材导向管下端出口距离至少15mm，对下端出口的粉末影响较小。

进一步的技术方案，所述送粉管下端设有一堵头。所述堵头将送粉管输送的粉末经环形空腔输送至环形送粉导向管。

进一步的技术方案，所述连接套与所述保护气套间还设有一锁紧垫圈。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：