本发明专利技术提供了一种激光熔覆喷嘴、激光熔覆装置及激光覆熔方法，涉及激光熔覆技术领域。激光熔覆喷嘴包括喷嘴外套、喷嘴芯和保护罩，喷嘴外套外套于喷嘴芯，保护罩外套于喷嘴外套，喷嘴外套与喷嘴芯之间设置有送粉通道，保护罩包括内层、中间层和外层，内层、中间层和外层由内向外依次分布，内层与中间层之间形成第一腔体，中间层与外层之间形成第二腔体，外层上设置有与第二腔体连通的第一进液口和第一出液口，外层上还设置有与第一腔体连通的第一进气口，内层上设置有与第一腔体连通的第一出气口。本发明专利技术提供的激光熔覆喷嘴、激光熔覆装置及激光覆熔方法具有惰性气体保护和自冷却功能，能够较好地满足激光熔覆工艺要求，提升激光熔覆质量。
【技术实现步骤摘要】
激光熔覆喷嘴、激光熔覆装置及激光覆熔方法
本专利技术涉及激光熔覆
，具体而言，涉及一种用于对镁、铝、钛及其合金为代表的低熔点、高活性材料表面进行激光覆熔的激光熔覆喷嘴、激光熔覆装置及激光覆熔方法。
技术介绍
激光熔覆技术为激光表面处理技术的典型代表，可在不同金属基体上制备多种合金系涂层或陶瓷增强金属基复合层，激光熔覆处理后的金属基体具有涂层平整、组织均匀致密、层基冶金结合、性能调节幅度宽等特性，可明显提高基体表面硬度、耐蚀和耐磨性能。激光熔覆技术利用铺粉或送粉的方法在基体表面预置金属粉末，聚焦激光束辐照基体表面的金属粉末，焦点位置的金属粉末和基体表面薄层发生熔化，形成一定形状和大小的熔池，当激光束焦点以一定速度按预定轨迹运动，激光束移开后的熔池迅速凝固，从而在基体表面激光束扫过的区域熔覆上一层具有特殊物理、化学或力学性能的金属涂层。然而，在对高活性金属基体表面进行激光熔覆时，由于其化学活性高，高温作用下极易与空气中的氧、氮、氢等活性气体发生剧烈反应，并且随着温度的增高，其化学活性迅速增大，并在固态下能强烈地吸收各种气体，吸收的气体原子以间隙或置换形式固溶在晶格中，改变了材料原始晶格排列，并易于形成晶间化合物，使得涂层塑性和韧性急剧下降，严重恶化材料的综合性能。例如，在镁锂合金表面激光熔覆时，由于锂元素和镁元素的化学活性极高、熔点极低，因此几乎不能在其表面直接开展激光熔覆工艺。因此，如何提供一种有效的方案以接提高激光熔覆的质量，是现有技术中一亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光熔覆喷嘴、激光熔覆装置及激光覆熔方法，以改善上述的问题。本专利技术是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种激光熔覆喷嘴，包括：喷嘴外套、喷嘴芯和保护罩，所述喷嘴外套外套于所述喷嘴芯，所述保护罩外套于所述喷嘴外套，所述喷嘴外套与所述喷嘴芯之间设置有送粉通道，所述保护罩包括内层、中间层和外层，所述内层、所述中间层和所述外层由内向外依次分布，所述内层与所述中间层之间形成第一腔体，所述中间层与所述外层之间形成第二腔体，所述外层上设置有与所述第二腔体连通的第一进液口和第一出液口，所述外层上还设置有与所述第一腔体连通的第一进气口，所述内层上设置有与所述第一腔体连通的第一出气口。如上所述的激光熔覆喷嘴，优选地，所述喷嘴外套的内壁与所述喷嘴芯的外壁之间的空隙形成所述送粉通道。如上所述的激光熔覆喷嘴，优选地，所述喷嘴外套内设置有分隔板，所述喷嘴外套包括第一端和第二端，所述第二端和所述分隔板围成第三腔体，所述第二端上设置有与所述第三腔体连通的第二进液口和第二出液口，所述第一端和所述分隔板围成容纳所述喷嘴芯的第四腔体，所述第一端、所述喷嘴芯和所述分隔板围成所述送粉通道，所述第一端上设置有与所述送粉通道连通的送粉通道口。如上所述的激光熔覆喷嘴，优选地，激光熔覆喷嘴还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈设置于所述内层与所述中间层之间，所述第二密封圈设置于所述中间层与所述外层之间，所述保护罩包括第三端和第四端，所述第三端外套于所述喷嘴外套，所述第一密封圈和所述第二密封圈均设置于所述第四端，所述内层、所述中间层和所述第一密封圈围成所述第一腔体，所述中间层、所述外层和所述第二密封圈围成所述第二腔体。如上所述的激光熔覆喷嘴，优选地，激光熔覆喷嘴还包括过渡套，所述过渡套与所述喷嘴芯连接。如上所述的激光熔覆喷嘴，优选地，激光熔覆喷嘴还包括紧固套，所述紧固套外套于所述喷嘴外套连接所述过渡套的一端，且所述紧固套分别与所述喷嘴外套和所述喷嘴芯螺钉连接。如上所述的激光熔覆喷嘴，优选地，所述喷嘴芯包括第五端和第六端，所述第五端与所述第六端连接，所述第五端与所述过渡套连接，所述第六端呈椎体状，且所述第六端的直径沿远离所述第五端的方向逐渐减小。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种激光熔覆装置，所述激光熔覆装置包括上述任一所述的激光熔覆喷嘴，还包括激光器，所述激光器用于产生穿过所述喷嘴芯的激光束。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种激光覆熔方法，所述激光覆熔方法应用于上述所述的激光熔覆装置，所述方法包括：利用所述保护罩罩扣待加工金属基体；通过所述外层上的第一进气口导入惰性气体，以使所述保护罩罩扣的空间内充满惰性气体；通过所述第一进液口向所述第二腔体导入冷却液，并通过第一出液口将所述第二腔体内的冷却液导出以便持续提供冷源；向所述送粉通道导入金属粉末，以使所述金属粉末汇聚在所述金属基体表面；启动所述激光器，以使所述激光器产生的激光束将汇聚在所述金属基体表面的金属粉末和所述金属基体表面熔化形成熔池，冷却后即在所述金属基体表面形成熔覆层。如上所述的激光熔覆方法，优选地，所述喷嘴外套内设置有分隔板，所述喷嘴外套包括第一端和第二端，所述第二端和所述分隔板围成第三腔体，所述第二端上设置有与所述第三腔体连通的第二进液口和第二出液口，所述方法还包括：通过所述第二进液口向所述第三腔体导入冷却液，并通过第二出液口将所述第三腔体内的冷却液导出以便持续提供冷源。对于现有技术，本专利技术提供的激光熔覆喷嘴、激光熔覆装置及激光熔覆方法具有如下的有益效果：本专利技术提供的激光熔覆喷嘴及激光熔覆装置通过设置由内层、中间层和外层组成的保护罩，在对金属基体表面进行激光熔覆时可通过将保护罩置于金属基体上，并通过进气口向保护罩导入惰性气体以及通过第一进液口向第一腔体内导入冷却液体，具有对熔覆熔池、熔覆层及周围热影响区进行充分的惰性气体保护和自冷却功能，能够较好地满足激光熔覆工艺要求，提升激光熔覆质量。本专利技术提供的激光熔覆方法，能够在激光熔覆时对熔覆熔池、熔覆层及周围热影响区进行充分的惰性气体保护和自冷却，能够较好地满足激光熔覆工艺要求，提升激光熔覆质量。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的激光熔覆喷嘴的剖视图。图2为本专利技术第一实施例提供的过渡套的结构示意图。图3为本专利技术第一实施例提供的喷嘴芯的结构示意图。图4为本专利技术第一实施例提供的喷嘴外套的结构示意图。图5为本专利技术第一实施例提供的保护罩的结构示意图。图6为本专利技术第二实施例提供的激光熔覆喷嘴的剖视图。图7为本专利技术第二实施例提供的紧固套结构示意图。图8为本专利技术第二实施例提供的喷嘴芯的结构示意图。图9为本专利技术第三实施例提供激光熔覆方法的流程图图标：10-过渡套；110-圆柱管；111-保护通孔；120-金属板；121-第一螺纹孔；20-喷嘴外套；210-第一端；211-送粉通道口；220-第二端；221-第二进液口；222-第二出液口；230-限位部；240-分隔板；30-喷嘴芯；310-第五端；320-第六端；330-连接套；331-第二螺纹孔；332-第五螺纹孔；40-紧固套；410-顶面；411-第四螺纹孔；420-侧面；421-第三螺纹孔；50-保护罩；510-第三端；520-第四端；530-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光熔覆喷嘴，其特征在于，包括：喷嘴外套、喷嘴芯和保护罩，所述喷嘴外套外套于所述喷嘴芯，所述保护罩外套于所述喷嘴外套，所述喷嘴外套与所述喷嘴芯之间设置有送粉通道，所述保护罩包括内层、中间层和外层，所述内层、所述中间层和所述外层由内向外依次分布，所述内层与所述中间层之间形成第一腔体，所述中间层与所述外层之间形成第二腔体，所述外层上设置有与所述第二腔体连通的第一进液口和第一出液口，所述外层上还设置有与所述第一腔体连通的第一进气口，所述内层上设置有与所述第一腔体连通的第一出气口。
【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆喷嘴，其特征在于，包括：喷嘴外套、喷嘴芯和保护罩，所述喷嘴外套外套于所述喷嘴芯，所述保护罩外套于所述喷嘴外套，所述喷嘴外套与所述喷嘴芯之间设置有送粉通道，所述保护罩包括内层、中间层和外层，所述内层、所述中间层和所述外层由内向外依次分布，所述内层与所述中间层之间形成第一腔体，所述中间层与所述外层之间形成第二腔体，所述外层上设置有与所述第二腔体连通的第一进液口和第一出液口，所述外层上还设置有与所述第一腔体连通的第一进气口，所述内层上设置有与所述第一腔体连通的第一出气口。2.根据权利要求1所述的激光熔覆喷嘴，其特征在于，所述喷嘴外套的内壁与所述喷嘴芯的外壁之间的空隙形成所述送粉通道。3.根据权利要求2所述的激光熔覆喷嘴，其特征在于，所述喷嘴外套内设置有分隔板，所述喷嘴外套包括第一端和第二端，所述第二端和所述分隔板围成第三腔体，所述第二端上设置有与所述第三腔体连通的第二进液口和第二出液口，所述第一端和所述分隔板围成容纳所述喷嘴芯的第四腔体，所述第一端、所述喷嘴芯和所述分隔板围成所述送粉通道，所述第一端上设置有与所述送粉通道连通的送粉通道口。4.根据权利要求1所述的激光熔覆喷嘴，其特征在于，还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈设置于所述内层与所述中间层之间，所述第二密封圈设置于所述中间层与所述外层之间，所述保护罩包括第三端和第四端，所述第三端外套于所述喷嘴外套，所述第一密封圈和所述第二密封圈均设置于所述第四端，所述内层、所述中间层和所述第一密封圈围成所述第一腔体，所述中间层、所述外层和所述第二密封圈围成所述第二腔体。5.根据权利要求1所述的激光熔覆喷嘴，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张健，费旺，陈志斌，陈啸，陈宗旺，戴童，陈其宝，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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