[实用新型]一种应用于激光辐照制备涂层的气氛保护装置

说明书

本实用新型公开了一种应用于激光辐照制备涂层的气氛保护装置，包括一密闭腔体，腔体顶部设有供激光透过的玻璃视窗，腔体上部绕有冷凝管，腔体内设有试样台，腔体内设有上进气环和下进气环，与非密闭式激光熔覆气氛保护设备相比，该气氛保护装置能够有效避免涂层材料在高温下由于保护气体不足而与空气中的活性气体发生反应；与密闭式激光熔覆气氛保护设备相比,该气氛保护装置配备有水冷循环系统；二级凸台式腔体与进气环的设计可有效避免涂层材料或基体材料汽化后污染镜片，进气环的多孔式进气方式可起到紊流作用，能够保护涂层粉体材料不被吹散，提高激光涂层成形质量和性能,降低成本,提高生产效率。

技术领域

本实用新型涉及激光选区熔化制备涂层技术领域，具体涉及一种应用于激光辐照制备涂层的气氛保护装置。

背景技术

激光辐照制备涂层是指首先在工作台铺一层粉末，然后在计算机控制下沿二维图纸采用激光束有选择地烧结，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层。

在激光制备涂层工艺过程中，部分涂层材料在激光辐照所产生的高温下非常容易与空气中的活性气体发生反应。所以激光辐照涂层制备中活性气体含量的控制和气氛保护对所制得的材料的性能具有十分重要的影响。目前，激光熔覆成形中采用的气氛保护方法多为同轴或者旁轴吹送惰性气体，此过程中惰性气体的保护效果不佳，涂层材料在成形过程中易发生氧化，从而使涂层成形质量差。传统的密闭式气氛保护装置将整套激光辐照设备都包覆在内，保护气体用量相对较多，且生产效率相对较低。另外，现有的密闭式气氛保护装置大多缺乏冷却装置，保护气进气时容易吹散预置的涂层粉末，且镜片容易受基体或涂层材料受热汽化所形成的蒸汽污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于激光辐照制备涂层的气氛保护装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种气氛保护装置包括一密闭腔体，腔体顶部设有激光可透过的玻璃视窗并由镜盖密封固定，腔体上部呈二级凸台式结构并绕有冷凝管，腔体内设试样台，腔体内设有上进气环和下进气环，上进气环通过第二进气管与外部气源连接，下进气环通过第一进气管与外部气源连接；第一进气管上设有第一进气阀门，第二进气管上设有第二进气阀门；腔体设有第一出气口、第二出气口，第一出气口上设有第一单向出气阀，第二出气口上设有第二单向出气阀；气氛保护装置外接一内部气压指示表。

进一步地，所述腔体呈二级凸台式上端小下端大结构。

进一步地，所述气氛保护装置的冷凝管通过水泵与水箱连接，构成水冷循环系统。

进一步地，所述上进气环的上部和下部均设有六个气体出口，所述上部的气体出口呈一定角度向斜上方吹气，所述下部的六个气体出口竖直向下吹气。

进一步地，所述下进气环下侧均匀分布六个气体出口竖直向下吹气。

进一步地，所述玻璃视窗的材质为激光透过率高于95％的耐高温石英玻璃，可以尽可能地减少激光束透过玻璃视窗时的能量损失。

进一步地，所述腔体上部的二级凸台式结构与上进气环上下两面均设有多个均匀分布的可吹送保护气的圆形通孔的设计，在激光作用过程中维持进气，可以尽可能地减少基体或粉体受热汽化时产生的蒸汽上升污染镜片。

进一步地，所述外部气源供应的气体为氩气、氮气、氦气等。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的气氛保护装置结构简单，成本低,安装拆卸方便，操作便捷，便于搬运，工业实用性强，能够有效避免熔覆层材料在高温下由于保护气体不足而与空气中的活性气体发生反应的情况且同时具备气体紊流装置，极大提高激光熔覆层成形质量和性能，并且独特冷却和避免镜片污染的装置设计可使气氛保护装置便于多次使用。

附图说明