粉体熔敷喷嘴制造技术

技术编号:11738716 阅读:185 留言:0更新日期:2015-07-15 20:57
本发明专利技术提供粉体熔敷喷嘴,能够提高在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量、且能够格外提高被加工物的生产性或维护性。具备:内侧喷嘴部件(10),上述内侧喷嘴部件具有用于供激光通过的激光通路(11);以及外侧喷嘴部件(20),上述外侧喷嘴部件外嵌于内侧喷嘴部件(10),在内侧喷嘴部件(10)与外侧喷嘴部件(20)之间形成有供粉体通过的排出空间(19),在外侧喷嘴部件(20)设置有供给路(22),上述供给路以相对于粉体熔敷喷嘴(7)的轴心(L)倾斜的方向朝排出空间(19)供给粉体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粉体恪敷喷嘴,尤其是涉及在被加工物形成恪敷层(cladding layer:堆焊层)的激光熔敷加工中所使用的粉体熔敷喷嘴
技术介绍
以往,为了提高发动机用气缸盖的气门座的耐久性且提高其设计自由度,公知有如下的激光加工:一边对该气门座供给例如粉体(粉末)状的熔敷材料一边照射激光,通过使气门座和激光相对旋转来形成熔敷层(堆焊层)。该激光加工是一般被称为激光熔敷加工的如下的技术:相对于已进行了发动机的燃烧室所需要的机械加工、例如气门孔形成加工等的气缸盖,向其应当成为气门座的区域供给由铜合金等构成的具有耐磨性的粉体状的熔敷材料并执行激光照射,最终形成应当成为气门座的环状的熔敷层、即熔敷焊道部。在上述的激光熔敷加工中,一般采用使激光通过并且从该激光的周围排出粉末金属的双重管构造的同轴喷嘴(粉体熔敷喷嘴),作为这种以往的粉体熔敷喷嘴,公知有图13所示的粉末金属熔敷喷嘴(专利文献I)。图13所示的以往的粉末金属熔敷喷嘴由圆柱状的主体部A和与主体部A呈同轴状地结合的喷嘴部B。主体部A具备外侧部件C和嵌入于外侧部件C的中央空间的内侧部件D,在外侧部件C和内侧部件D之间形成有填充惰性气体的圆环状的气体填充空间E以及填充运载气体和粉末金属的粉末金属填充空间F。多个供给路G在该粉末金属填充空间F开口,粉末金属填充空间F由分割部I分割成与各个供给路G对应的填充区域。并且,在粉末金属填充空间F的底部,沿着底部的圆周且以与轴心L平行地在外侧部件C的下表面开口的方式形成有将粉末金属朝喷嘴部B引导的多个引导孔J。上述的粉末金属熔敷喷嘴与激光加工头的激光发生装置结合,主体部A的粉末金属的供给路G经由供给管与粉末金属供给源(也称为送料器)连接。在该粉末金属熔敷喷嘴中,从连接于主体部A的上方的激光发生装置射出的激光R通过主体部A以及喷嘴部B内部的激光通路K而从照射口 M朝被加工物的加工部位W照射。另一方面,从送料器经由供给管与运载气体一起被供给至粉末金属的供给路G的粉末金属P被朝粉末金属填充空间F的由分割部I划分的各个填充区域等分地填充。所填充的粉末金属P通过引导孔J和排出通路N而从排出口 Q被朝加工部位W的周边排出,被排出后的粉末金属P借助激光R熔融从而在加工部位W形成熔敷层。专利文献1:日本特开2005-219060号公报根据上述的以往的粉末金属熔敷喷嘴,将形成在主体部的内部的粉末金属填充空间分割成与供给粉末金属的各供给路对应的填充区域,并且具有在喷嘴部前端的排出口开口的粉末金属的排出通路,因此,填充在各填充区域的粉末金属在各填充区域的范围内被引导至排出口并被从排出口的周缘均匀地排出。然而,若像上述以往的粉末金属熔敷喷嘴那样,从送料器供给的粉末金属经由沿着相对于喷嘴轴心大致正交的方向形成的供给路填充至粉末金属填充空间的填充区域,且像这样暂时填充至填充区域的粉末金属通过引导孔和排出通路而经由排出口从激光的周围被排出,则存在粉末金属熔敷喷嘴内的粉末金属的速度降低的可能性。一般地,在激光熔敷加工中,粉末金属熔敷喷嘴以相对于铅垂方向倾斜的姿态使用,因此,在上述的以往的粉末金属熔敷喷嘴中,若相对于铅垂方向的轴心的倾斜角变大,则粉末金属在该粉末金属熔敷喷嘴内因重力而偏置于铅垂下方,从排出口被排出的粉末金属的激光的周围变得不均匀,会产生在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量降低的问题。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,提供一种能够提高形成于被加工物的加工部位的熔敷层的质量、且能够格外提高被加工物的生产性或维护性的粉体熔敷喷嘴。为了达成上述目的,基于本专利技术的粉体熔敷喷嘴具备:内侧喷嘴部件,上述内侧喷嘴部件具有用于供激光通过的激光通路;以及外侧喷嘴部件,上述外侧喷嘴部件外嵌于上述内侧喷嘴部件,在上述内侧喷嘴部件与上述外侧喷嘴部件之间形成有供粉体通过的排出空间,其中,在上述外侧喷嘴部件设置有供给路,上述供给路以相对于上述粉体熔敷喷嘴的轴心倾斜的方向朝上述排出空间供给粉体。根据上述方式的粉体熔敷喷嘴,朝形成于内侧喷嘴部件和外侧喷嘴部件之间的排出空间供给粉体的供给路以相对于粉体熔敷喷嘴的轴心倾斜的方向设置于上述外侧喷嘴部件,由此,能够抑制粉体熔敷喷嘴内、尤其是排出空间中的粉体的速度降低。因此,例如即便在粉体熔敷喷嘴以相对于铅垂方向倾斜的姿态使用的情况下,也能够使粉体熔敷喷嘴内的粉体的分布均匀化,能够将粉体从激光的周围大致均匀地排出,能够提高在被加工物的加工部位形成的熔敷层的质量。另外,所谓相对于粉体熔敷喷嘴的轴心倾斜的方向是指:供给路的中心轴线和粉体熔敷喷嘴的轴线之间的夹角大于O度且小于90度的方向。并且,上述粉体熔敷喷嘴的优选方式为:在上述排出空间设置有多个流路壁,上述多个流路壁绕上述轴心将上述排出空间划分成多个排出通路。根据上述方式的粉体熔敷喷嘴,通过在形成于内侧喷嘴部件和外侧喷嘴部件之间的排出空间设置绕轴心将上述排出空间划分成多个排出通路的多个流路壁,能够使粉体熔敷喷嘴内、尤其是排出空间内的粉体的分布更加均匀化。此处,优选上述流路壁形成于上述内侧喷嘴部件与上述外侧喷嘴部件中的至少一方。并且,上述粉体熔敷喷嘴的优选方式为:上述多个流路壁中的、沿着上述供给路的中心轴线设置的流路壁具有引导部,该引导部将从上述供给路供给的粉体朝相对于上述中心轴线倾斜的方向引导。根据上述方式的粉体熔敷喷嘴,沿着供给路的中心轴线设置的流路壁具有将从供给路供给的粉体朝相对于供给路的中心轴线倾斜的方向引导的引导部,由此能够使粉体熔敷喷嘴内、尤其是排出空间内的粉体的分布更加均匀化。此处,在上述引导部由倾斜面构成,上述倾斜面设置在上述流路壁的靠上述供给路侧的端面,且相对于上述中心轴线倾斜的情况下,能够利用简单的结构使粉体熔敷喷嘴内、尤其是排出空间内的粉体的分布更加均匀化。并且,在上述引导部由突出部构成,上述突出部相比沿着上述供给路的中心轴线设置的流路壁以外的流路壁朝上述供给路侧突出的情况下,经由供给路供给的粉体与沿着上述供给路的中心轴线设置的流路壁的朝供给路侧突出的突出部碰撞接触而被朝相对于上述中心轴线倾斜的方向引导,因此,能够更加可靠地使粉体熔敷喷嘴内、尤其是排出空间内的粉体的分布均匀化。并且,上述的粉体熔敷喷嘴的优选方式为:上述流路壁的靠上述供给路侧的端面形成为随着从上述供给路的中心轴线离开而变低。根据上述方式的粉体熔敷喷嘴,流路壁的靠供给路侧的端面形成为随着从供给路的中心轴线离开而变低,由此,即便经由供给路被朝排出空间供给的粉体的在轴心方向上的流路随着从供给路的中心轴线离开而降低的情况下,也能够朝由流路壁划分成的各排出通路大致均匀地导入粉体,能够更加可靠地使粉体熔敷喷嘴内、尤其是排出空间内的粉体的分布均匀化。此处,优选上述外侧喷嘴部件具有:主体部,上述主体部与上述激光加工头连接,且设置有上述供给路;以及外侧喷嘴部,上述外侧喷嘴部与上述主体部连接,且与上述内侧喷嘴部件一起形成排出开口。并且,优选上述供给路绕上述粉体熔敷喷嘴的轴心等间隔地设置有多个。如从以上的说明所能够理解的那样,根据本专利技术的粉体熔敷喷嘴,能够利用使得朝形成于内侧喷嘴部件与外侧喷嘴部件之间的排出空间供给粉体的供给路沿相对于粉体熔敷喷嘴的轴心倾斜的方向设置的简单本文档来自技高网
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粉体熔敷喷嘴

【技术保护点】
一种粉体熔敷喷嘴,所述粉体熔敷喷嘴具备:内侧喷嘴部件,所述内侧喷嘴部件具有用于供激光通过的激光通路;以及外侧喷嘴部件,所述外侧喷嘴部件外嵌于所述内侧喷嘴部件,在所述内侧喷嘴部件与所述外侧喷嘴部件之间形成有供粉体通过的排出空间,其中,在所述外侧喷嘴部件设置有供给路,所述供给路以相对于所述粉体熔敷喷嘴的轴心倾斜的方向朝所述排出空间供给粉体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:佐藤彰生石川善统
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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