[发明专利]一种激光同轴熔覆送粉头

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以改变粉末汇聚点和浓度分布的激光同轴熔覆送粉头，属于激光加工的配套装置，适用于激光熔覆、成形及材料表面合金化。

背景技术

同步式激光熔覆是采用送粉系统在激光熔覆过程中将合金材料粉末通过载粉气流直接送入激光作用区，使其与基地材料同时熔化，然后冷却形成冶金结合。同步送粉熔覆法有利于降低熔覆层稀释率，实现材料、组织及零件形状等方面的控制柔性，是目前应用最广的激光增材制造技术。

同步式激光熔覆按照加工过程激光束和粉末流的位置关系，又可以分为侧向送粉式和同轴送粉方式。侧向送粉式装置结构简单，但由于粉末流和激光束存在夹角，使得熔覆效果对激光束的移动方向敏感。

而激光同轴熔覆中所采用的送粉头，其结构可以确保粉末流的轴线和激光轴线相重合，粉末流相对于激光束有较好的对称性，从而可以保证加工过质量，实现复杂扫面轨迹下的熔覆。

激光同轴熔覆时，根据不同的基体、粉末材料和工艺参数，需要调节粉末汇聚点和激光焦点的相对位置及粉末浓度分布。现有的同轴送粉头往往通过螺纹连接件与含有激光聚焦透镜的激光头相连接，通过旋转送粉头调节其与透镜之间的距离，从而改变粉末汇聚点和激光焦点的位置关系。然而在实际工作中，同轴送粉头上往往分布有粉、气、水等各种管路，在进行旋转时需要拆卸各路管线；待调节完成后，重新安装，十分不便。其次，由于传统的同轴送粉头的送粉通道固定，当载粉气流和送粉量一定时，其粉末的浓度分布确定，不能进行调节，使其在工业应用上受到限制。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种可以在不拆卸粉、气、水等各种管路的条件下，能够改变粉末汇聚点和浓度分布的激光同轴熔覆送粉头。

为了解决上述问题，本发明提供一种激光同轴熔覆送粉头，至少包括可组配在一起的外筒壁、内筒壁、冷却水腔、送粉嘴外圈和送粉嘴内圈。送粉嘴外圈和内圈分别由若干片周向对称分布，各自相互搭接的外活动支板和内活动支板组成，送粉嘴外圈和内圈共同组成周向封闭的锥形送粉嘴；所述外活动支板和内活动支板通过铰链分别与所述外筒壁和内筒壁相连；所述外活动支板与内活动支板之间设有联动机构，可使所述外活动支板能够带动所述内活动支板围绕铰链做相应转动；所述送粉头还设有能够调节所述外活动支板与所述外筒壁轴线夹角的支板调节装置。

进一步，所述联动机构为上表面光滑的局部突起物，所述局部突起物固定在所述外活动支板的内表面，所述局部突起物的上表面与所述内活动支板可滑动的相接触，可以沿内活动支板的外表面滑动。

进一步，所述支板调节装置为可以沿所述外筒壁上下移动的升降调节桶，其下缘沿与所述外活动支板的外表面可滑动的相接触。

进一步，所述外活动支板的数量与所述内活动支板的数量相同，形状为等腰梯形，与铰链连接一端的边长大于相对的一端的边长。

进一步，所述升降调节桶与所述外筒壁通过螺纹连接。

本发明的优点是：由于支板调节装置及内、外活动支板的运动不受粉、气、水等各种管路的影响，能够在不拆卸各种管路的情况下，通过支板调节装置带动内、外活动支板绕铰链抬起或放下，使得送粉通道的末端往上或者往下运动，从而达到改变粉末流的汇聚点和粉末浓度分布的目的。

附图说明

图1为本发明的一种激光同轴熔覆送粉头实施例结构示意图。

图2为图1的A-A向视图。

图3为升降调节筒上下移动对送粉通道的影响示意图。

具体实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明提供了如附图1至2所示的一种激光同轴熔覆送粉头。