[发明专利]一种适用于矩形光斑高速熔覆的可调节同步送粉装置

说明书

一种适用于矩形光斑高速熔覆的可调节同步送粉装置，包括束腰调节系统、冷却系统及粉末流输运系统，束腰调节系统包含通过间隙配合以及钉槽结构连接的第一、二、三部件，第一部件与外部矩形光斑整形装置相连；冷却系统包括第四部件和第六部件，第六部件与第三部件固定；第四部件固定于第六部件的水道密封槽上；粉末流输运系统包括相同的结构的第五、七部件且固定在第六部件的两侧；本发明利用间隙配合的钉槽结构实现激光束腰与粉末流束腰的一致耦合，根据需要调整激光束腰与粉末流束腰在Z方向的相对位置，熔覆质量可以调控；操作更加灵活；冷却系统采用W形的冷却通道，提高冷却的效率，同时，减小了整体尺寸和质量，结构更加轻便。

技术领域

本发明涉及高速激光熔覆技术中的设备，特别涉及一种适用于矩形光斑高速熔覆的可调节同步送粉装置。

背景技术

高速激光熔覆是一种新兴的表面改性与修复的技术，该技术以激光作为热源，将满足需求的材料沉积在待改性或者待修复的基体表面，获得具有一定耐磨性、耐蚀性的表面覆层。相较于传统的激光熔覆技术，该技术通过改进熔覆头的设计，使粉末流与激光束汇聚于基体之上一段距离，激光的大部分能量作用于粉末之上，只有少部分的能量透过粉末的遮蔽辐照在基体上，粉末在进入熔池前就已经熔化，减少了激光在材料表面的停留时间，进而提高了沉积的速度，降低了激光对基体的热输入。

目前，高速激光熔覆技术采用的激光光斑类型为圆形，光斑面积小，沉积效率低，不适用大型构件的表面改性与修复。相较于圆形光斑，采用矩形光斑则可成倍地提升效率，中国专利申请CN202010949802.2设计出一种同步矩形光斑的送粉装置，通过四个部件将送粉、冷却、通光集成在一起，实现高速熔覆。但是熔覆过程的持久性及熔覆质量难以得到保证。一方面，送粉装置在熔覆过程中由于熔池的热辐射以及激光对零件壁面的辐射极易产生热量累积，如果热量不及时散去，会使得零件产生热变形，影响零件的尺寸精度，变形量过大时甚至会使得激光束直射零件壁面，导致送粉装置的损坏。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于矩形光斑高速熔覆的可调节同步送粉装置，以解决矩形光斑高速熔覆的持久性及熔覆质量问题。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种适用于矩形光斑高速熔覆的可调节同步送粉装置，包括束腰调节系统、冷却系统及粉末流输运系统；

所述的束腰调节系统包含第一部件1、第二部件2和第三部件3，第一部件1上端部与外部的矩形光斑的整形装置相连接；第一部件1下部与第二部件2中上部通过间隙配合以及竖直钉槽结构21连接；第三部件3上部与第二部件2下部通过间隙配合以及环形钉槽结构31连接；

所述的冷却系统包括第四部件4和第六部件6，第六部件6上部利用U形槽及定位销与第三部件3下部固定；第四部件4固定于第六部件6的水道密封槽68上；

所述的粉末流输运系统包括第五部件5和第七部件7，第五部件5和第七部件7具有相同的结构，并且通过连接固定孔64固定在第六部件6的两侧。

所述的第一部件1为薄壁筒形结构，第一部件1的下部有多个径向螺纹通孔12均匀分布在第一部件1的外表面。

所述的第二部件2为薄壁筒形结构，其外表面设置有多条与筒形外表面母线相重合的竖直调整槽21，竖直调整槽21在圆周外表面上呈均匀分布，竖直调整槽21和第一部件1的径向螺纹通孔12通过螺丝连接；所述的第二部件2的外表面加工有用于指示Z向距离变动的刻度值；在第二部件2的下部开设有多个径向螺纹孔22，向螺纹孔22均匀分布在第二部件2的外表面。