[发明专利]一种小内孔激光熔覆喷嘴

说明书

本发明公开了一种小内孔激光熔覆喷嘴，涉及激光熔覆设备技术领域，解决现有的激光熔覆喷头粉末聚焦性差以及出粉不均匀的技术问题，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体顶部开设有环形送粉槽，所述环形送粉槽内开设有多个送粉孔，所述环形送粉槽内设置有粉末阻挡块，所述喷嘴本体底部开设有多个与所述送粉孔连通形成送粉通路的出粉孔。本发明通过设置环形送粉槽与粉末阻挡块组合方式送粉，保证粉末流具有良好的直射性、均匀性和聚焦性，提高了粉末利用率，降低了内孔加工生产成本。

技术领域

本发明涉及激光熔覆设备技术领域，更具体的是涉及一种小内孔激光熔覆喷嘴技术领域。

背景技术

激光熔覆设备主要包括激光器、熔覆喷头、加工平台和送料装置。而激光熔覆喷头是激光熔覆系统的关键核心部件，可实现激光束传输、变换、聚焦和熔覆材料的同步输送，在基材表面实现激光束、熔覆材料、熔池之间的精确耦合并连续形成熔覆层。其中激光束的整形变换聚焦、材料的传输喷射汇聚、光料的耦合方式是熔覆喷头的关键技术。

激光熔覆喷头的内设置有光路、粉路、水路、气路等结构。现有的普通内径喷嘴综合性能欠缺。激光熔覆喷头常规内径孔工件熔覆时尺寸受限，在进行工件的内径孔熔覆时，所能够熔覆的最小尺寸往往受到激光头尺寸的限制。

熔池保护效果不佳，侧向送粉方式、两点送粉、三点送粉或四点送粉方式的熔池保护效果不佳，熔覆成形后表面氧化严重。环形送粉喷嘴内径孔熔覆时易堵粉，环形送粉方式的喷嘴在内孔中熔覆时，存在金属粉末飞溅且出粉口散热效果差的问题，出粉口容易烧损、堵粉，另外喷嘴存在出粉口四周不均匀性，如果喷嘴倾斜超过5°使用，粉末不均匀性更严重。

喷嘴水冷不足，长时间熔覆时，常规喷嘴冷却不足，易烧损喷嘴口，导致熔覆作业暂停或表面出现缺陷。维修成本高。整体式设计烧损后更换、维修成本高，采用小模块替换设计，灵活更换，降低成本。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述现有的激光熔覆喷头粉末聚焦性差以及出粉不均匀的技术问题，本发明提供一种小内孔激光熔覆喷嘴。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种小内孔激光熔覆喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体顶部开设有环形送粉槽，所述环形送粉槽内开设有多个送粉孔，所述环形送粉槽内设置有粉末阻挡块，所述喷嘴本体底部开设有多个与所述送粉孔连通形成送粉通路的出粉孔。

进一步地，所述送粉槽为开口向上的凹槽，所述环形送粉槽设置在所述喷嘴本体顶部的中心位置，所述环形送粉槽的槽底环形阵列设置有多个所述粉末阻挡块，每个所述送粉孔沿所述环形送粉槽槽内的两侧均设置有两个所述粉末挡块。

进一步地，所述送粉孔和出粉孔均设置有10个。

进一步地，所述喷嘴本体顶部开设有光气通孔，所述光气通孔与所述送粉槽同轴设置，所述光气通孔内部形状为上大下小。

进一步地，所述出粉孔沿所述光气通孔的下出口环形设置且沿所述喷嘴本体底部对称设置。

进一步地，所述喷嘴本体内中下部水平设置有冷却水回路，所述冷却水回路位于所述送粉通道远离所述光气通孔的一侧。

进一步地，所述冷却水回路包括两个进水管道和一个出水管道，所述喷嘴本体的侧方分别设置有进水口和出水口。

进一步地，所述喷嘴本体通过连接端与激光熔覆喷头连接，所述喷嘴本体上开设有用于与连接端连接的螺纹通孔。所述喷嘴本体的材质为铬锆铜。

进一步地，所述喷嘴的最小内径孔熔覆尺寸为φ80mm。

本发明的有益效果如下：