[实用新型]高速激光熔覆环形同轴送粉喷嘴

说明书

本实用新型公开了一种高速激光熔覆环形同轴送粉喷嘴，所述喷嘴中心设有激光通道，所述喷嘴外侧设有若干个进粉口，所述进粉口连接有粉管，所述喷嘴内设有与进粉口连通的环形的气粉腔，所述气粉腔下方设有锥形的环形粉道，所述气粉腔下端沿周向间隔设有竖向设置的若干小孔，所述气粉腔通过小孔与环形粉道连通，所述粉管内的气粉在气粉腔中均匀混合后通过小孔进入环形粉道以进行出粉，与现有技术相比，本实用新型具有良好的粉末汇聚性和粉末的利用率，送粉均匀，熔覆质量高。

技术领域

本实用新型涉及激光熔覆技术领域，具体涉及一种高速激光熔覆环形同轴送粉喷嘴。

背景技术

高速激光熔覆是一种新兴的表面改性技术，现阶段主要用于在金属表面形成一层不同于基体材料的功能涂层，能够有效地改善和增强基体的表面特性，以提高基体材料的耐磨性，耐腐蚀性等性能，传统的激光熔覆是激光直接加热零件基体形成熔池，外加粉末落入熔池后熔化形成较厚涂层；而高速激光熔覆则改变激光与粉末的作用过程，让激光在基体上方直接加热粉末，使得粉末形成熔融或半熔融状态后再落入基体表面以形成涂层。

目前，高速激光熔覆的送粉方式主要有多束流同轴送粉、环形同轴送粉、中心送粉等，而在应用中，喷嘴喷出的粉末均匀度在很大程度上决定了熔覆质量，多束流同轴送粉喷嘴的粉末经多个通道射出后汇聚形成粉斑，存在粉斑过大，粉末汇聚性不高，利用率低的缺点；环形同轴送粉喷嘴通过圆锥形空隙引导粉末颗粒，形成环形气粉流汇聚后进入熔池，虽然可以控制粉斑大小，但因圆锥形空隙小，极易出现堵塞、送粉不均匀等现象；中心送粉喷嘴通通过激光光束包围气粉流，虽然具有较好的气粉汇聚性，但是需要多个激光输出头，设备成本较大。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够均匀的出粉、粉末利用率高并且成本较低的高速激光熔覆环形同轴送粉喷嘴。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高速激光熔覆环形同轴送粉喷嘴，所述喷嘴中心设有激光通道，所述喷嘴外侧设有若干个进粉口，所述进粉口连接有粉管，所述喷嘴内设有与进粉口连通的环形的气粉腔，所述气粉腔下方设有锥形的环形粉道，所述气粉腔下端沿周向间隔设有竖向设置的若干小孔，所述气粉腔通过小孔与环形粉道连通，所述粉管内的气粉在气粉腔中均匀混合后通过小孔进入环形粉道以进行出粉。

本实用新型的优点在于：粉管中的气粉通过进粉口进入气粉腔内，首先在气粉腔内进行混合后，通过气粉腔底部的小孔进入环形粉道内进行出粉，环形的气粉腔的设置，高速的气粉流进入气粉腔，沿着环形轨迹运动并充满气粉腔，同时，气粉在腔壁内来回碰撞使气粉在气粉腔内进行充分的混合；小孔的设置，使得混合后的气粉通过小孔均匀的进入环形粉道，避免大量的气粉同时进入环形粉道内导致出粉量过大，造成堵塞和浪费；锥形的环形粉道的设置，保证出粉后的粉斑与激光光斑交汇，气粉通过环形粉道统一出粉，具有良好的汇聚性。

进一步，所述喷嘴包括内喷嘴和外喷嘴，所述内喷嘴和外喷嘴套和构成气粉腔和环形粉道。通过以上改进，气粉腔和环形粉道由内喷嘴和外喷嘴套和构成，方便加工，避免在出粉过程中与空气混合，导致气粉不均匀，进而影响熔覆质量。

进一步，所述进粉口与小孔垂直设置，通过以上改进，在气粉进入气粉腔后，不会瞬间进入小孔内，保证粉管内的气粉流在气粉腔内混合均匀后，均匀的进入环形粉道，避免大量的气粉同时进入环形粉道内导致出粉量过大，造成浪费。

进一步，所述气粉腔的内腔壁上嵌有若干钢球，所述钢球在腔壁上均匀布置。通过以上改进，气粉腔内钢球的设置，嵌入腔壁上的钢球具有一定的弧度，使得进入气粉腔内的气粉在各个钢球的球面上不断冲刷进一步混合，并且，将颗粒大小不同的粉末颗粒的大小均匀化，使得气粉腔内的气粉达到均匀状态。

进一步，所述环形粉道的开口沿出粉方向逐渐变小。通过以上改进，混合均匀的气粉通过小孔进入环形粉道，环形粉道的开口沿出粉方向逐渐变小，增加了粉末的汇聚性，提高了粉末利用率。