一种激光熔覆用侧方送粉头制造技术

本发明专利技术涉及特种加工领域，具体地是指一种激光熔覆用侧方送粉头。其由左壁、隔板、右壁、前壁和后壁组成；隔板将送粉头分割成两个截面为矩形的独立腔体一和独立腔体二，两个独立腔体的下端减缩形成两个矩形的喷粉嘴一和喷粉嘴二；喷粉嘴一和喷粉嘴二的端面位于同一竖直平面上；独立腔体一和独立腔体二通过载气送粉，内部的送粉压力相同；喷粉嘴一和喷粉嘴二同时喷出不同种类的粉末，经激光束辐照融化后到达工件的表面，且喷出的粉末到达工件的表面时覆盖区域完全重合；激光束的截面形状为矩形，激光束的形状、尺寸与粉末到达工件表面的形状和尺寸完全相同，位置重合；激光束先作用在喷粉嘴一和喷粉嘴二喷出的粉末上，然后作用在工件的表面。

A Side Powder Feeder for Laser Cladding

The invention relates to the field of special processing, in particular to a side powder feeding head for laser cladding. It consists of left wall, partition board, right wall, front wall and back wall; partition board divides the powder feeding head into two independent chambers with rectangular cross-section one and two independent chambers, the lower end of the two independent chambers reduces to form two rectangular nozzles one and two; the end faces of the nozzles one and two are located on the same vertical plane; the powder feeding head of the independent chamber one and two independent chambers are delivered through the carrier gas. The internal powder feeding pressure is the same; the powder injector and the powder injector eject different kinds of powder at the same time, and after laser beam irradiation and melting, the powder ejected reaches the surface of the workpiece, and when the powder reaches the surface of the workpiece, the covering area completely coincides; the cross-section shape of the laser beam is rectangular, and the shape and size of the laser beam are exactly the same as the shape and size of the powder reaching the surface of the workpiece, and the position coincides. Laser beam first acts on the powder ejected from the nozzle one and the nozzle two, then acts on the surface of the workpiece.

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆用侧方送粉头
本专利技术涉及特种加工领域，具体地是指一种激光熔覆用侧方送粉头。
技术介绍
激光熔覆可以在金属工件表面获得一层具有特定性能的保护层，大幅度提高工件的耐磨性能、抗腐蚀性能、抗氢脆性能等，可大幅度提高关键零部件的使用寿命。在某些应用场合，需要将不同类型的粉末混合后进行激光熔覆。当前的部分激光熔覆用送粉机具有混粉功能，由于粉末的力度差异、密度差异等，导致混粉效果较差。因此当前最常用的混粉方式是通过球磨机将粉末混合后再进行激光熔覆，采用该方式混粉时，不同种类的粉末颗粒要求接近，否则混粉的均匀性很难得到保证，将影响激光熔覆层的性能；不同种类的粉末颗粒熔点差异较大时，采用机械混粉方式混合的粉末在激光熔覆后，熔覆层效果较差，无法达到预期性能；此外，混粉过程需要采用保护气体、混粉会导致粉末的颗粒粒度发生变化以及粉末的损耗等，这些都会导致生产成本的急剧上升以及激光熔覆质量不稳定等不利影响。
技术实现思路
本专利技术针对以上技术的不足，提供了一种激光熔覆用侧方送粉头，可以在激光熔覆过程中将不同类型的粉末均匀的混合，获得高质量的复合材料熔覆层。本专利技术的一种激光熔覆用侧方送粉头，由左壁、隔板、右壁、前壁和后壁组成；隔板将送粉头分割成两个截面为矩形的独立腔体一和独立腔体二，两个独立腔体的下端减缩形成两个矩形的喷粉嘴一和喷粉嘴二；喷粉嘴一和喷粉嘴二的端面位于同一竖直平面上；独立腔体一和独立腔体二通过载气送粉，内部的送粉压力相同；喷粉嘴一和喷粉嘴二同时喷出不同种类的粉末，经激光束辐照融化后到达工件的表面，且喷出的粉末到达工件的表面时覆盖区域完全重合；激光束的截面形状为矩形，激光束的形状、尺寸与粉末到达工件表面的形状和尺寸完全相同，位置重合；激光束先作用在喷粉嘴一和喷粉嘴二喷出的粉末上，然后作用在工件的表面。所述的粉末是金属粉末或是陶瓷粉末。所述的独立腔体一和独立腔体二内的送粉压力范围为0.1～0.15MPa。本专利技术的原理为：独立腔体一和独立腔体二采用相同的送粉压力，可以保证喷粉嘴一和喷粉嘴二喷出的粉末在到达工件表面后实现均匀混合；激光束的截面形状为矩形，与喷粉嘴的形状一致，可以提高激光束的利用率；喷粉嘴一和喷粉嘴二喷出不同种类的粉末，经激光束辐照后到达工件的表面，且喷出的粉末到达工件的表面时覆盖区域重合，可以保证熔覆层的不同粉末成分配比一致。实施本专利技术的有益效果为：采用本专利技术的混粉方式，可以将粒度和密度差异大的粉末均匀混合；独立腔体一和独立腔体二采用相同的送粉压力，可以保证喷粉嘴一和喷粉嘴二喷出的粉末均匀混合；送粉压力小于0.15MPa，可以大幅度减少由于粉末溅射引起的浪费；激光束的截面形状为矩形，与喷粉嘴的形状一致，可以提高激光束的利用率；喷粉嘴一和喷粉嘴二喷出不同种类的粉末，经激光束辐照后到达工件的表面，且喷出的粉末到达工件的表面时覆盖区域重合，可以保证熔覆层的不同粉末成分配比一致；喷粉嘴一和喷粉嘴二的端面位于同一竖直平面上，可以保证在较小的送粉压力下，粉末可以精确到达预定区域；通过改变异种粉末的送粉量，可以方便改变混合粉末的比例，从而获得梯度材料；采用本专利技术的侧方送粉头，最终可以获得成分均匀可控、截面结合力强的熔覆层。附图说明图1为激光熔覆用侧方送粉头示意图。图2为激光熔覆用侧方送粉头的左视图。图3为为激光熔覆用侧方送粉头的俯视图。图中包括，1左壁；2独立腔一；3隔板；4独立腔二；5右壁；6激光束；7喷粉嘴二；8喷粉嘴一；9工件；10前壁；11后壁。具体实施方式为更好的阐述本专利技术的实施细节，下面结合附图对本专利技术的一种激光熔覆用侧方送粉头进行详细说明。本专利技术的一种激光熔覆用侧方送粉头，包括左壁1、隔板3、右壁5、前壁10和后壁11组成；隔板3将送粉头分割成两个截面为矩形的独立腔体一2和独立腔体二4，两个独立腔体的下端减缩形成两个矩形喷粉嘴一8和喷粉嘴二7；喷粉嘴一8和喷粉嘴二7的端面位于同一竖直平面上；独立腔体一2和独立腔体二4通过载气送粉，内部的送粉压力相同；喷粉嘴一8和喷粉嘴二7同时喷出不同种类的粉末，经激光束6辐照融化后到达工件9的表面，且喷出的粉末到达工件9的表面时覆盖区域完全重合；激光束6的截面形状为矩形，激光束6的形状、尺寸与粉末到达工件9表面的形状和尺寸相同，位置重合；激光束6先作用在喷粉嘴一8和喷粉嘴二7喷出的粉末上，然后作用在工件9的表面。实施实例一：在45钢表面熔覆一层厚度为0.5mm的Al2O3/TiO2陶瓷涂层，采用3000瓦连续光纤激光器，激光束6的光斑形状为4mm×2mm，独立腔一内为Al2O3粉末，送粉速度为2cm3/s，载气压力为0.15MPa；独立腔二内为TiO2粉末，送粉速度为0.8cm3/s，载气压力为0.15MPa；激光熔覆后，经检测，在45钢表面获得了体积比为5：2、混合均匀度变异系数小于0.5％的Al2O3/TiO2复合陶瓷涂层，激光熔覆质量稳定。实施实例二：在45钢表面采用激光3D打印功能梯度复合材料制件，靠近45钢表面的材料成分为WC(体积含量为5％)增强Mo2FeB2复合材料，逐渐过渡到表层的WC(体积含量为20％)增强Mo2FeB2复合材料，厚度为2mm，采用3000瓦连续光纤激光器，激光束6的光斑形状为4mm×2mm，采用逐层烧结的方式(第一层，独立腔一内为WC粉末，送粉速度0.1cm3/min，独立腔二内为Mo2FeB2粉末,送粉速度为1.9cm3/min，载气压力均为0.1MPa；第二层，独立腔一内为WC粉末，送粉速度0.2cm3/min，独立腔二内为Mo2FeB2粉末,送粉速度为1.8cm3/min，载气压力均为0.1MPa；第三层，独立腔一内为WC粉末，送粉速度0.3cm3/min，独立腔二内为Mo2FeB2粉末,送粉速度为1.7cm3/min，载气压力均为0.1MPa；第四层，独立腔一内为WC粉末，送粉速度0.4cm3/min，独立腔二内为Mo2FeB2粉末,送粉速度为1.6cm3/min)，载气压力均为0.1MPa。激光熔覆后，经检测，在45钢表面成功获得了功能梯度熔覆层，各层复合材料内混合均匀度系数小于0.6％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔覆用侧方送粉头，其特征在于，所述激光熔覆用侧方送粉头由左壁、隔板、右壁、前壁和后壁组成；隔板将送粉头分割成两个截面为矩形的独立腔体一和独立腔体二，两个独立腔体的下端减缩形成两个矩形的喷粉嘴一和喷粉嘴二；喷粉嘴一和喷粉嘴二的端面位于同一竖直平面上；独立腔体一和独立腔体二通过载气送粉，内部的送粉压力相同；喷粉嘴一和喷粉嘴二同时喷出不同种类的粉末，经激光束辐照融化后到达工件的表面，且喷出的粉末到达工件的表面时覆盖区域完全重合；激光束的截面形状为矩形，激光束的形状、尺寸与粉末到达工件表面的形状和尺寸完全相同，位置重合；激光束先作用在喷粉嘴一和喷粉嘴二喷出的粉末上，然后作用在工件的表面。

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆用侧方送粉头，其特征在于，所述激光熔覆用侧方送粉头由左壁、隔板、右壁、前壁和后壁组成；隔板将送粉头分割成两个截面为矩形的独立腔体一和独立腔体二，两个独立腔体的下端减缩形成两个矩形的喷粉嘴一和喷粉嘴二；喷粉嘴一和喷粉嘴二的端面位于同一竖直平面上；独立腔体一和独立腔体二通过载气送粉，内部的送粉压力相同；喷粉嘴一和喷粉嘴二同时喷出不同种类的粉末，经激光束辐照融化后到达工件的表面，且喷出的粉末到达工...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴峰泽，霍坤，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32