一种同轴激光熔覆装置与输粉机及其熔覆方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种同轴激光熔覆装置与输粉机及其熔覆方法。熔覆装置是锥形熔覆筒，它有套筒、调节筒与锥形外壳，调节筒有锥形防粉筒。锥形外壳的锥形聚粉筒在锥形防粉筒外。锥形外壳安装着氩气输入接头与氩料混合输入接头，氩料混合输入接头安装着环形的有水平环形段的氩料混合喷管，水平环形段有喷粉孔。输粉机有减速器与输送机壳，还有螺旋推进器与接管漏斗及输出轴，输送机壳为圆筒形下部为锥形底，在锥形底有出料孔，与输出轴联接的螺旋推进器安装在出料孔；输送机壳的下端还有接管漏斗。熔覆方法是输粉机把氩气熔覆混和料输给熔覆装置，由喷粉孔喷出，把熔覆料熔覆到试样。本熔覆装置结构简单，结合输粉机用本熔覆方法，避免粉末堵塞管道。

Coaxial laser cladding device and powder feeding machine and cladding method thereof

The invention relates to a coaxial laser cladding device and a powder feeder and a cladding method thereof. The cladding device is a conical cladding barrel with a sleeve, an adjusting cylinder and a conical shell, and the regulating cylinder is provided with a conical powder proof cylinder. Cone shaped powder collecting cylinder with conical outer casing; outside the conical powder guard cylinder. The conical housing is provided with an argon input joint and a argon material mixing input joint. The argon material mixing input joint is provided with an annular material mixing argon nozzle with a horizontal annular section, and the horizontal annular section is provided with a powder spraying hole. Powder conveyor reducer and conveying casing, and the screw propeller hopper and the output shaft and the cylindrical casing pipe, conveying the lower part is a conical bottom, the conical bottom with a discharge hole, the screw propeller is connected with the output shaft is arranged on the discharge hole at the lower end of the pipe and casing; conveying hopper. The cladding method is powder conveying machine. Argon is mixed with cladding and mixed material is transferred to cladding device. It is sprayed by powder spraying hole, and cladding material is added to sample. The cladding device has simple structure, and the powder coating machine is used to prevent the powder from blocking the pipeline.

【技术实现步骤摘要】
一种同轴激光熔覆装置与输粉机及其熔覆方法
本专利技术涉及一种同轴激光熔覆装置。本专利技术还涉及一种输粉机。本专利技术还涉及一种用同轴激光的熔覆方法。
技术介绍
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置特定的涂层材料，经高能密度激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化，其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，使得材料表面成分、组织结构和性能实现预期变化的新兴技术。激光熔覆技术一般是在低级材料上涂覆一些具有某类功能的特殊材料，如在自熔合金中加入超硬陶瓷颗粒形成耐磨涂层，基于镍基非晶态合金的耐蚀涂层，基于氧化物陶瓷颗粒的金属基复合热障涂层，钛基熔覆生物玻璃的生物陶瓷等。根据涂覆填料方式的不同可将激光熔覆技术分为预置涂覆以及同步粉末喷嘴涂覆。其中同步粉末喷嘴涂覆又可细分为侧向喷嘴涂覆，不连续同轴喷嘴涂覆和连续同轴喷嘴涂覆。基于连续同轴喷嘴涂覆的激光熔覆技术最为理想，其优势包括熔覆涂层均匀且缺陷少，涂层厚度易于控制，对工件平整度要求小。然而连续同轴喷嘴涂覆设备价格昂贵，主要原因有二：大多数同轴喷嘴涂覆设备都是整合了喷头，激光器，粉末进给系统，控制系统，移动机械手臂等多个系统，其喷头并不单独出售；喷头的设计相对复杂，导致其制作工艺要求高，制作成本大。现有的同轴激光熔覆方法所用的粉末进给装置利用离心力控制出粉量，再经过重力作用进入输粉管道。但是对于生物陶瓷粉末比如羟基磷灰石或粘度大的粉末，会造成管道堵塞。
技术实现思路
为了克服现有同轴激光熔覆装置的上述不足，本专利技术提供一种结构相对简单，制作工艺要求较底，生产成本低，且能够作为配件单独安装在已有的激光设备上的同轴激光熔覆装置，从而使普通激光设备具备激光熔覆的功能。本专利技术还提供一种同轴激光熔覆装置配套使用的输粉装置。此外，本专利技术还提供一种能够避免粉末堵塞管道的同轴激光熔覆方法。本同轴激光熔覆装置是一个锥形熔覆筒，其特征是：锥形熔覆筒有一个套筒、调节筒、氩料混合喷管与锥形外壳，套筒的上部有两个一端开口的开口槽，调节筒由下部的锥形防粉筒与上部的直筒构成；锥形外壳有锥形聚粉筒在锥形防粉筒外，两者之间有间隔，该间隔由上到下逐步减小，锥形聚粉筒与锥形防粉筒同轴。锥形外壳有直外筒，在直外筒的侧面有侧通孔，在侧通孔安装着氩气输入接头；直外筒的顶端有圆环板，圆环板有上通孔，上通孔安装着氩料混合输入接头，氩料混合输入接头安装着氩料混合喷管；氩料混合喷管是呈开口的环形铜管，进料端紧固在氩料混合输入接头，氩料混合喷管有水平环形段，水平环形段弯成一端封闭的不小于320°的环形；水平环形段底下在水平环形段所在平面内（360°范围内）有5—7个均布的喷粉孔，除最后一个喷粉孔外，其余的喷粉孔的直径依次增大，喷粉孔的最小直径为Φ2mm—Φ2.5mm，最后一个喷粉孔的直径小于最大喷粉孔的直径（如有六个喷粉孔，第一喷粉孔的直径最小，最后一个喷粉孔是第六喷粉孔，最大喷粉孔是第五喷粉孔）。上述的同轴激光熔覆装置，其特征是：所述的套筒的下部有外螺纹与内螺纹，所述锥形防粉筒上端的外螺纹拧在直筒下端螺纹段的内螺纹，直筒的外螺纹拧在套筒下端的内螺纹，并用调节螺环紧固；所述锥形外壳由锥形聚粉筒的上端拧在直外筒的下端构成；所述圆环板的中部有内螺纹孔拧在套筒的外螺纹，由紧固环紧固。对述的同轴激光熔覆装置进一步说明，其特征是：所述的喷粉孔是第一喷粉孔、第二喷粉孔、第三喷粉孔、第四喷粉孔、第五喷粉孔与第六喷粉孔，六个喷粉孔320°均匀分布，即以环形圈的中点为中心，两相邻的两喷粉孔之间的角度是60°；第一喷粉孔的直径为Φ2±0.2mm，第二喷粉孔的直径为Φ2.2±0.2mm，第三喷粉孔的直径为Φ2.4±0.2mm，第四喷粉孔的直径为Φ2.6±0.2mm，第五喷粉孔的直径为Φ2.8±0.2mm，第六喷粉孔的直径为Φ2.7±0.2mm。（这里只能向上偏或只能向下偏）本同轴激光熔覆装置中的最佳值是：所述筒的内直径是Φ68±2mm；所述锥形防粉筒的上端外直径是Φ66mm±2mm，下端内直径是Φ9mm±1mm，锥形防粉筒的圆锥角是40°±3°；锥形外壳的直外筒的外直径是Φ140±2mm，锥形外壳的锥形聚粉筒的下端内直径Φ13±2mm，圆锥角70°±3；所述氩料混合喷管内径Φ5—6mm。本专利技术的同轴激光熔覆装置要有输粉机配合使用（输粉机也可视为同轴激光熔覆装置的一部分）。本专利技术的输粉机有减速器与输送机壳，减速器安装在输送机壳上，其特征是：还有螺旋推进器与接管漏斗；减速器与输送机壳之间密封，还有输出轴；输送机壳为圆筒形，下部为锥形底，在锥形底有出料孔，螺旋推进器杆由转杆联轴器与输出轴的下端联接，螺旋推进器安装在出料孔；输送机壳的下端还有上法兰与接管漏斗，接管漏斗上有下法兰，下法兰与上法兰联接，输料管的一端接在接管漏斗的下端；输料管的另一端联接在三通管的中间管，还配第一氩气瓶与第二氩气瓶，第一氩气管的一端联接在第一氩气瓶的第一阀门，第一氩气管的另一端联接着三通管的直管的一端，三通管的直管的另一端与氩料混合输入管联接；输氩管联接在第二氩气瓶的第二阀门。上述的输粉机，其特征是：所述的减速器是蜗杆减速器，减速器的上盖由轴承盖安装着上轴承用第一紧固螺钉紧固在减速器下壳；减速器下壳与输粉机壳上盖为一体并有轴孔，在轴孔内安装着下轴承与O型圈，O型圈将减速器与输送机壳之间密封；所述的输出轴安装在上轴承与下轴承，输出轴在上轴承与下轴承之间为蜗轮安装轴，蜗轮安装轴上安装着蜗轮，蜗杆由两端的蜗杆轴承座安装在减速器下壳，蜗杆与减速器下壳外的电动机联接；输粉机壳上盖用第二紧固螺钉与输送机壳紧固在一起，在输粉机壳上盖与输送机壳之间有第一密封环密封，在输送机壳上盖有加料口，在加料口有加料盖，之间有密封垫；在所述的上法兰与下法兰之间有第二密封环。本专利技术的同轴激光熔覆方法，熔覆步骤如下：Ⅰ把锥形熔覆筒安装在激光头，接通激光头的进水管与出水管。输粉机的氩料混合输入管与氩料混合输入接头联接；第二氩气瓶的输氩管接在锥形熔覆筒的氩气输入接头；把试样放在锥形熔覆筒下；开启激光器与输粉机及第一氩气瓶和第二氩气瓶；Ⅱ把熔覆料由输料机的输料管及第一氩气管输出氩气经三通管在氩料混合输入管与熔覆料混合成氩气熔覆混和料；Ⅲ氩气熔覆混和料进入锥形聚粉筒内的氩料混合喷管的水平环形段，由水平环形段底下的均布在水平环形段所在平面内（360°范围内）的5—7个喷粉孔喷出，除最后一个喷粉孔外，其余的喷粉孔的直径依次增大，喷粉孔的最小直径为Φ2mm—Φ2.5mm，最后一个喷粉孔的直径小于最大喷粉孔的直径；由锥形防粉筒把喷出的熔覆料与激光头隔开，由锥形聚粉筒把熔覆料会聚，喷到试样表面的熔覆料形成的圆形熔覆料斑的中心，与激光头的光轴的偏差不大于０.２mm：Ⅳ移动激光头，把熔覆料熔覆到试样的表面。进一步骤讲，上述的同轴激光熔覆方法，其特征是：所述的喷粉孔是第一喷粉孔、第二喷粉孔、第三喷粉孔、第四喷粉孔、第五喷粉孔与第六喷粉孔，六个喷粉孔320°均匀分布，即以环形圈的中点为中心，两相邻的两喷粉孔之间的角度是60°；第一喷粉孔的直径为Φ2±0.2mm，第二喷粉孔的直径为Φ2.2±0.2mm，第三喷粉孔的直径为Φ2.4±0.2mm，第四喷粉孔的直径为Φ2.6±0.2mm，第五喷粉孔的直径为Φ2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同轴激光熔覆装置，它是一个锥形熔覆筒，其特征是：锥形熔覆筒（3）有一个套筒（2）、调节筒（21）、氩料混合喷管（17）与锥形外壳（5），套筒（2）的上部有两个一端开口的开口槽（1），调节筒（21）由下部的锥形防粉筒（22）与上部的直筒（18）构成；锥形外壳（5）有锥形聚粉筒（14）设在锥形防粉筒（22）外，两者之间有间隔，锥形聚粉筒（14）与锥形防粉筒（22）同轴；锥形外壳（5）有直外筒（10），在直外筒（10）的侧面有侧通孔（12），在侧通孔（12）安装着氩气输入接头（13）；直外筒（10）的顶端有圆环板（8），圆环板（8）有上通孔（9），上通孔（9）安装着氩料混合输入接头（7），氩料混合输入接头（7）安装着氩料混合喷管（17）；氩料混合喷管（17）是呈开口的环形铜管，进料端紧固在氩料混合输入接头（7），氩料混合喷管（17）有水平环形段（23），水平环形段（23）弯成一端封闭的不小于320°的环形；水平环形段（23）底下有5—7个均布的喷粉孔，除最后一个喷粉孔外，其余的喷粉孔的直径依次增大，喷粉孔的最小直径为Φ2mm—Φ2.5mm，最后一个喷粉孔的直径小于最大喷粉孔的直径。

【技术特征摘要】
1.一种同轴激光熔覆装置，它是一个锥形熔覆筒，其特征是：锥形熔覆筒（3）有一个套筒（2）、调节筒（21）、氩料混合喷管（17）与锥形外壳（5），套筒（2）的上部有两个一端开口的开口槽（1），调节筒（21）由下部的锥形防粉筒（22）与上部的直筒（18）构成；锥形外壳（5）有锥形聚粉筒（14）设在锥形防粉筒（22）外，两者之间有间隔，锥形聚粉筒（14）与锥形防粉筒（22）同轴；锥形外壳（5）有直外筒（10），在直外筒（10）的侧面有侧通孔（12），在侧通孔（12）安装着氩气输入接头（13）；直外筒（10）的顶端有圆环板（8），圆环板（8）有上通孔（9），上通孔（9）安装着氩料混合输入接头（7），氩料混合输入接头（7）安装着氩料混合喷管（17）；氩料混合喷管（17）是呈开口的环形铜管，进料端紧固在氩料混合输入接头（7），氩料混合喷管（17）有水平环形段（23），水平环形段（23）弯成一端封闭的不小于320°的环形；水平环形段（23）底下有5—7个均布的喷粉孔，除最后一个喷粉孔外，其余的喷粉孔的直径依次增大，喷粉孔的最小直径为Φ2mm—Φ2.5mm，最后一个喷粉孔的直径小于最大喷粉孔的直径。2.根据权利要求1所述的同轴激光熔覆装置，其特征是：所述的套筒（2）的下部有外螺纹（15）与内螺纹，所述锥形防粉筒（22）上端的外螺纹拧在直筒（18）下端螺纹段（20）的内螺纹，直筒（18）的外螺纹拧在套筒（2）下端的内螺纹，并用调节螺环（19）紧固；所述锥形外壳（5）由锥形聚粉筒（14）的上端拧在直外筒（10）的下端构成；所述圆环板（8）的中部有内螺纹孔拧在套筒（2）的外螺纹（15），由紧固环（4）紧固。3.根据权利要求1或2任一所述的同轴激光熔覆装置，其特征是：所述的喷粉孔是第一喷粉孔（26）、第二喷粉孔（27）、第三喷粉孔（28）、第四喷粉孔（29）、第五喷粉孔（30）与第六喷粉孔（31），六个喷粉孔320°均匀分布；第一喷粉孔（26）的直径为Φ2±0.2mm，第二喷粉孔（27）的直径为Φ2.2±0.2mm，第三喷粉孔（28）的直径为Φ2.4±0.2mm，第四喷粉孔（29）的直径为Φ2.6±0.2mm，第五喷粉孔（30）的直径为Φ2.8±0.2mm，第六喷粉孔（31）的直径为Φ2.7±0.2mm。4.根据权利要求3所述的同轴激光熔覆装置，其特征是：所述筒（2）的内直径是Φ68±2mm；所述锥形防粉筒（22）的上端外直径是Φ66mm±2mm，下端内直径是Φ9mm±1mm，锥形防粉筒（22）的圆锥角是40°±3°；锥形外壳（5）的直外筒（10）的外直径是Φ140±2mm，锥形外壳（5）的锥形聚粉筒（14）的下端内直径Φ13±2mm，圆锥角70°±3；所述氩料混合喷管（17）内径Φ5—6mm。5.一种输粉机，它有减速器（78）与输送机壳（57），减速器（78）安装在输送机壳（57）上，其特征是：还有螺旋推进器（61）与接管漏斗（67）；减速器（78）与输送机壳（57）之间密封，还有输出轴（56）；输送机壳（57）为圆筒形，下部为锥形底（60），在锥形底（60）有出料孔（62），螺旋推进器杆（59）由转杆联轴器（58）与输出轴（56）的下端联接，螺旋推进器（61）安装在出料孔（62）；输送机壳（57）的下端还有上法兰（64）与接管漏斗（67），接管漏斗（67）上有下法兰（69），下法兰（69）与上法兰（64）联接，输料管（68）的一端接在接管漏斗（67）的下端；输料管（68）的另一端联接在三通管（80）的中间管，还配第一氩气瓶（82）与第二氩气瓶（85），第一氩气管（81）的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭达传，郭志达，
申请(专利权)人：郭达伟，
类型：发明
国别省市：中国澳门,82