一种具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴，涉及一种多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴。本发明专利技术是为了解决目前送粉式激光熔覆喷嘴长时间连续工作，喷嘴的温度很高，喷嘴极易发生烧损变形的技术问题。本发明专利技术由具有水冷槽道的内环喷嘴和具有水冷出入口的外环喷嘴组成；内环喷嘴的外壁上设置有蛇形路径的水冷凹槽；外环喷嘴的上端面分布水冷入口和出口，下方分别连通一个进水管道和出水管道，进水管道和出水管道的另一端连通一个内外环喷嘴水冷连接管道，内外环喷嘴水冷连接管道的另一端与内环喷嘴外壁上的水冷凹槽连通。本发明专利技术的优点：蛇形路径的水冷凹槽完全覆盖内环喷嘴的外壁，可以使冷却水完全在槽道内流通以达到最佳的冷却效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴。
技术介绍
激光熔覆技术是一种柔性的先进制造技术，在近年来发展迅速应用广泛。激光熔覆技术的基本过程为：拥有高能量密度的激光束在基体表面产生熔池，同时以送粉或送丝的方式将材料加入，最终在基体表面形成高质量的熔覆层，以达到对零件表面的改性、修补等。如果将材料逐层累积的方式进行激光熔覆，即为激光增材制造中的激光直接熔融沉积技术。现在普遍采用送粉式激光熔覆，由于其相比于送丝式激光熔覆来讲，具有高精度，材料可控，易于制备等优点。其中送粉式又分为旁轴送粉和同轴送粉，旁轴喷嘴主要用于二维应用场合，用于可达性较好的表面，如大型转轴的轴承表面等。同轴送粉则具有更多的加工选择性，可用于精密熔覆和三维熔覆等。通过送粉式激光熔覆技术进行表面熔覆或激光增材制造时，往往需要喷嘴长时间连续工作，对于一些期望获得更高效率的工况下，所采用的激光功率和送粉量也往往很大，这便会为喷嘴的耐高温性带来很大挑战。如果没有良好的水冷保护以降低喷嘴的温度，在熔池反射激光以及熔池热辐射作用下喷嘴极易发生烧损变形，对工作过程的稳定性和连续性造成破坏。因此开发一种具有良好水冷保护效果的同轴送粉式激光熔覆喷嘴就显得很有必要。
技术实现思路
本专利技术是为了解决目前送粉式激光熔覆或激光增材制造时，喷嘴长时间连续工作，喷嘴的温度很高，喷嘴极易发生烧损变形，对工作过程的稳定性和连续性造成破坏的技术问题，而提供一种具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴。本专利技术的一种具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴是由具有水冷槽道的内环喷嘴和具有水冷出入口的外环喷嘴组成；所述的具有水冷出入口的外环喷嘴的中心为一个与上下端面均打通的空腔，所述的具有水冷槽道的内环喷嘴的外壁和具有水冷出入口的外环喷嘴的空腔内壁具有相同的锥度和高度从而使得具有水冷槽道的内环喷嘴的外壁与具有水冷出入口的外环喷嘴的空腔内壁紧密连接；所述的具有水冷槽道的内环喷嘴的中心为一圆台形激光保护气通道，内环喷嘴的外壁上设置有蛇形路径的水冷凹槽，水冷凹槽的起始端和终点端均位于水冷凹槽的最上层的凹槽端点处；所述的具有水冷出入口的外环喷嘴的上端面均匀分布三束流粉末流通道的入粉口，三个入粉口与具有水冷出入口的外环喷嘴的圆心连线互成120°，所述的三束流粉末流通道的中轴线与具有水冷出入口的外环喷嘴的中轴线成相同的角度，并交汇于具有水冷出入口的外环喷嘴的中轴线上；在具有水冷出入口的外环喷嘴的上端面的两个入粉口中间均匀分布一个外环喷嘴水冷入口和一个外环喷嘴水冷出口，外环喷嘴水冷入口和外环喷嘴水冷出口与具有水冷出入口的外环喷嘴的圆心连线夹角为40°，外环喷嘴水冷入口下方连通一个进水管道，进水管道的另一端连通一个与其垂直的内外环喷嘴水冷连接管道a，内外环喷嘴水冷连接管道a的另一端与具有水冷槽道的内环喷嘴外壁上的水冷凹槽的起始端连通；外环喷嘴水冷入出下方连通一个出水管道，出水管道的另一端连通一个与其垂直的内外环喷嘴水冷连接管道b，内外环喷嘴水冷连接管道b的另一端与具有水冷槽道的内环喷嘴外壁上的水冷凹槽的终点端连通。本专利技术的优点：蛇形路径的水冷凹槽完全覆盖内环喷嘴的外壁，可以使冷却水完全在槽道内流通以达到最佳的冷却效果。附图说明图1是具体实施方式一中具有水冷出入口的外环喷嘴的俯视图，1为具有水冷出入口的外环喷嘴，2、3和4为入粉口，2-1、3-1和4-1是三束流粉末流通道，5是外环喷嘴水冷入口，5-2是进水管道，5-1是内外环喷嘴水冷连接管道a，6是外环喷嘴水冷出口，6-2是出水管道，6-1是内外环喷嘴水冷连接管道b；图2是图1的A-A方向的剖面图，5是外环喷嘴水冷入口，5-2是进水管道，5-1是内外环喷嘴水冷连接管道a；图3是图1的B-B方向的剖面图，6是外环喷嘴水冷出口，6-2是出水管道，6-1是内外环喷嘴水冷连接管道b；图4是图1的C-C方向的剖面图，3为入粉口，3-1是粉末流通道；图5是具有水冷槽道的内环喷嘴的正视图，7是具有水冷槽道的内环喷嘴，10是具有水冷槽道的内环喷嘴的外壁上设置的蛇形路径的水冷凹槽，8是水冷凹槽的起始端，9是水冷凹槽的终点端；图6是具有水冷槽道的内环喷嘴的立体图，7是具有水冷槽道的内环喷嘴，10是具有水冷槽道的内环喷嘴的外壁上设置的蛇形路径的水冷凹槽，8是水冷凹槽的起始端，9是水冷凹槽的终点端；图7是图5的D-D方向的剖面图，12是具有水冷槽道的内环喷嘴中心的圆台形激光保护气通道；图8是图6中具有水冷槽道的内环喷嘴的外壁上设置的蛇形路径的水冷凹槽的平面展开图，10是具有水冷槽道的内环喷嘴的外壁上设置的蛇形路径的水冷凹槽，8是水冷凹槽的起始端，9是水冷凹槽的终点端；图9是具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴的整体立体图，1为具有水冷出入口的外环喷嘴，2和4为入粉口，6是外环喷嘴水冷出口，7是具有水冷槽道的内环喷嘴。具体实施方式具体实施方式一：如图1-9，本实施方式为一种具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴，具体是由具有水冷槽道的内环喷嘴7和具有水冷出入口的外环喷嘴1组成；所述的具有水冷出入口的外环喷嘴1的中心为一个与上下端面均打通的空腔11，所述的具有水冷槽道的内环喷嘴7的外壁和具有水冷出入口的外环喷嘴1的空腔11内壁具有相同的锥度和高度从而使得具有水冷槽道的内环喷嘴7的外壁与具有水冷出入口的外环喷嘴1的空腔11内壁紧密连接；所述的具有水冷槽道的内环喷嘴7的中心为一圆台形激光保护气通道12，具有水冷槽道的内环喷嘴7的外壁上设置有蛇形路径的水冷凹槽10，水冷凹槽10的起始端8和终点端9均位于水冷凹槽10的最上层凹槽的两个端点处；所述的具有水冷出入口的外环喷嘴1的上端面均匀分布三束流粉末流通道2-1、3-1和4-1对应的入粉口2、3和4，三个入粉口2、3和4与具有水冷出入口的外环喷嘴1上端面的圆心连线互成120°，所述的三束流粉末流通道2-1、3-1和4-1的中轴线与具有水冷出入口的外环喷嘴1的中轴线成相同的角度，并交汇于具有水冷出入口的外环喷嘴1的中轴线上；在具有水冷出入口的外环喷嘴1的上端面的两个入粉口3和4中间均匀分布一个外环喷嘴水冷入口5和一个外环喷嘴水冷出口6，外环喷嘴水冷入口5和外环喷嘴水冷出口6与具有水冷出入口的外环喷嘴1上端面的的圆心连线夹角为40°，外环喷嘴水冷入口5的下方连通一个进水管道5-2，进水管道5-2的另一端连通一个与其垂直的内外环喷嘴水冷连接管道a5-1，内外环喷嘴水冷连接管道a5-1的另一端与具有水冷槽道的内环喷嘴7外壁上的水冷凹槽10的起始端8连通；外环喷嘴水冷入出口6的下方连通一个出水管道6-2，出水管道6-2的另一端连通一个与其垂直的内外环喷嘴水冷连接管道b6-1，内外环喷嘴水冷连接管道b6-1的另一端与具有水冷槽道的内环喷嘴7外壁上的水冷凹槽10的终点端9连通。冷却水整体流动路径为：冷却水从外环喷嘴水冷入口5进入，依次通过进水管道5-2和内外环喷嘴水冷连接管道a5-1流入具有水冷槽道的内环喷嘴7外壁上的水冷凹槽10的起始端8，经过水冷凹槽10，从具有水冷槽道的内环喷嘴7外壁上的水冷凹槽10的终点端9流出，然后依次通过内外环喷嘴水冷连接管道b6-1和出水管道6-2流至外环喷嘴水冷出口6，最终流出具有水冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴，其特征在于具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴是由具有水冷槽道的内环喷嘴(7)和具有水冷出入口的外环喷嘴(1)组成；所述的具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的中心为一个与上下端面均打通的空腔(11)，所述的具有水冷槽道的内环喷嘴(7)的外壁和具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的空腔(11)内壁具有相同的锥度和高度从而使得具有水冷槽道的内环喷嘴(7)的外壁与具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的空腔(11)内壁紧密连接；所述的具有水冷槽道的内环喷嘴(7)的中心为一圆台形激光保护气通道(12)，具有水冷槽道的内环喷嘴(7)的外壁上设置有蛇形路径的水冷凹槽(10)，水冷凹槽(10)的起始端(8)和终点端(9)均位于水冷凹槽(10)的最上层凹槽的两个端点处；所述的具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的上端面均匀分布三束流粉末流通道(2‑1)、(3‑1)和(4‑1)对应的入粉口(2)、(3)和(4)，三个入粉口(2)、(3)和(4)与具有水冷出入口的外环喷嘴(1)上端面的圆心连线互成120°，所述的三束流粉末流通道(2‑1)、(3‑1)和(4‑1)的中轴线与具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的中轴线成相同的角度，并交汇于具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的中轴线上；在具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的上端面的两个入粉口(3)和(4)中间均匀分布一个外环喷嘴水冷入口(5)和一个外环喷嘴水冷出口(6)，外环喷嘴水冷入口(5)和外环喷嘴水冷出口(6)与具有水冷出入口的外环喷嘴(1)上端面的的圆心连线夹角为40°，外环喷嘴水冷入口(5)的下方连通一个进水管道(5‑2)，进水管道(5‑2)的另一端连通一个与其垂直的内外环喷嘴水冷连接管道a(5‑1)，内外环喷嘴水冷连接管道a(5‑1)的另一端与具有水冷槽道的内环喷嘴(7)外壁上的水冷凹槽(10)的起始端(8)连通；外环喷嘴水冷入出口(6)的下方连通一个出水管道(6‑2)，出水管道(6‑2)的另一端连通一个与其垂直的内外环喷嘴水冷连接管道b(6‑1)，内外环喷嘴水冷连接管道b(6‑1)的另一端与具有水冷槽道的内环喷嘴(7)外壁上的水冷凹槽(10)的终点端(9)连通。...
【技术特征摘要】
1.一种具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴，其特征在于具有水冷保护的多束流同轴送粉式激光熔覆喷嘴是由具有水冷槽道的内环喷嘴(7)和具有水冷出入口的外环喷嘴(1)组成；所述的具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的中心为一个与上下端面均打通的空腔(11)，所述的具有水冷槽道的内环喷嘴(7)的外壁和具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的空腔(11)内壁具有相同的锥度和高度从而使得具有水冷槽道的内环喷嘴(7)的外壁与具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的空腔(11)内壁紧密连接；所述的具有水冷槽道的内环喷嘴(7)的中心为一圆台形激光保护气通道(12)，具有水冷槽道的内环喷嘴(7)的外壁上设置有蛇形路径的水冷凹槽(10)，水冷凹槽(10)的起始端(8)和终点端(9)均位于水冷凹槽(10)的最上层凹槽的两个端点处；所述的具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的上端面均匀分布三束流粉末流通道(2-1)、(3-1)和(4-1)对应的入粉口(2)、(3)和(4)，三个入粉口(2)、(3)和(4)与具有水冷出入口的外环喷嘴(1)上端面的圆心连线互成120°，所述的三束流粉末流通道(2-1)、(3-1)和(4-1)的中轴线与具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的中轴线成相同的角度，并交汇于具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的中轴线上；在具有水冷出入口的外环喷嘴(1)的上端面的两个入粉口(3)和(4)中间均匀分布一个外环喷嘴水冷入口(5)和一个外环喷嘴水冷出口(6)，外环喷嘴...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俐群，陶汪，黄怡晨，申发明，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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