本发明专利技术涉及一种激光熔敷用粉末混合装置及混合送粉方法，以解决目前激光熔敷粉末混合存在工作效率低，人为因素影响大的问题。该装置包括进粉模块、混粉模块、储粉模块和送粉装置粉筒；在所述进粉端面上设置多个沿圆周方向等距排列的进粉通道；混粉模块包括粉末混合腔、电极驱动搅拌装置及设置在电极驱动搅拌装置下方的进气通道；储粉模块包括储粉腔、设置在储粉腔侧面上端的泄气阀接口、第一平衡气接口及与第一平衡气接口相连的第一电磁阀；送粉装置粉筒侧面上方设置第二平衡气接口，第一平衡气接口通过第一电磁阀与第二平衡气接口连接；储粉腔的粉末出口端通过第二电磁阀与送粉装置粉筒的加粉口连接。装置粉筒的加粉口连接。装置粉筒的加粉口连接。
【技术实现步骤摘要】
一种激光熔敷用粉末混合装置及混合送粉方法
[0001]本专利技术涉及一种粉末混合装置，具体涉及一种激光熔敷用粉末混合装置及混合送粉方法。
技术介绍
[0002]激光熔敷是通过预置粉末或同步送粉的方式，将粉末材料融化并添加至基体经激光辐照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成冶金结合包覆层的工艺方法。通过激光熔敷，可以无需借助刀具和模具就能直接制造出各种复杂的致密金属零件，还可以在已经损坏的零件表面直接进行修复和再制造，以缩短开发周期，节约成本，降低能源消耗，激光熔敷在航空航天、武器制造和机械电子等行业具有良好的应用前景。
[0003]随着近年来激光熔敷技术在生物、航空、航天、机械、材料、冶金、矿山、核电等领域的深入应用，表面综合性能要求不断提高，多粉末混合熔敷及熔敷层不同位置要求粉末混合比例不同的梯度熔敷工艺被提出，目前工业上粉末混合办法主要是将粉末提前混合，再加入送粉系统，这种工作模式效率低，人为因素影响大。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决目前激光熔敷粉末混合主要是将粉末提前混合，再加入送粉系统，存在工作效率低，人为因素影响大的问题，提出一种激光熔敷用粉末混合装置及混合送粉方法，以满足激光熔敷过程中粉末混合自动化、高效率、低成本的需求。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]本专利技术提供一种激光熔敷用粉末混合装置，其特殊之处在于：包括依次连接的进粉模块、混粉模块、储粉模块和送粉装置粉筒；
[0007]所述进粉模块上设置有N个进粉通道，所述N个进粉通道的入口端在进粉模块上表面沿同一圆周方向均匀分布，其出口端在进粉模块下表面沿同一圆周方向均匀分布，且N个进粉通道的入口端在进粉模块上表面的同一圆周直径大于出口端在进粉模块下表面的同一圆周直径；所述N≥2；
[0008]所述混粉模块包括粉末混合腔、固定密封设置在粉末混合腔中部侧壁上的电极驱动搅拌装置及设置在电极驱动搅拌装置下方的进气通道；
[0009]所述电极驱动搅拌装置的搅拌部件位于进粉通道的出口端端面下方；所述进气通道的气体入口端高于气体出口端，且进气通道出口端的中心线与粉末混合腔水平剖面方向夹角为大于0
°
且小于30
°
，同时进气方向与粉末混合腔的内壁相切；
[0010]所述储粉模块包括储粉腔、设置在储粉腔侧面上端的泄气阀接口和第一平衡气接口；第一平衡气接口上连接有第一电磁阀；所述泄气阀接口连接泄气阀；
[0011]所述送粉装置粉筒侧面上方设置第二平衡气接口，所述第一平衡气接口通过第一电磁阀与第二平衡气接口连接；
[0012]所述储粉腔的粉末出口端通过第二电磁阀与送粉装置粉筒的加粉口连接。
[0013]本专利技术提供的激光熔敷用粉末混合装置进粉模块为独立的结构，通过连接件与混粉模块可拆卸连接，在实际进行激光熔覆操作时，不同数量的粉末只需要更换不同的进粉模块，操作方便，节约成本。
[0014]本专利技术提供的技术方案中，对粉末的混合方式有两种，第一种是通过电极驱动搅拌装置进行的机械搅拌混合；第二种是通过进气通道向粉末混合腔注入气流，由于进气通道出口端沿腔壁切线方向与粉末混合腔水平剖面具有夹角，气流会沿腔壁螺旋前进，气体的粘滞性使中心部分的气流也会向腔壁流动，从而在腔内形成涡流，使粉末在涡流的作用下再次混合，同时由于进气通道沿腔壁切线方向与粉末混合腔剖面水平方向具有夹角使得气体具有向下的压力，在混合载气粉末的气流以及粉末的重力共同作用下，粉末再经过多次混合后在倒锥形结构的引导下进入下方的储粉腔。
[0015]进一步地，所述N个进粉通道的中心线的延伸线在进粉模块下方交汇于同一点，该同一点位于粉末混合腔的上部；
[0016]所述搅拌部件位于进粉通道的出口端端面下方，具体为位于所述N个进粉通道的中心线的延伸线交汇的同一点的下方。
[0017]进一步地，所述电极驱动搅拌装置为两个，所述电极驱动搅拌装置的搅拌部件包括搅拌桨和多个搅拌桨叶，所述搅拌桨叶转动方向平行于搅拌桨。
[0018]进一步地，所述两个电极驱动搅拌装置上下排列，两个电极驱动搅拌装置的搅拌桨叶转动方向相反；上方搅拌桨叶形成的搅拌直径不小于N个进粉通道在搅拌位置所形成的粉束直径，下方搅拌桨叶形成的搅拌直径为上方搅拌桨叶形成的搅拌直径的1.5倍。
[0019]待混合粉末按照设定好的比例通过进粉模块的进粉通道，并在进粉通道中心线交叉点汇聚碰撞，完成第一次碰撞混合后落到上方电极驱动搅拌装置的搅拌桨叶上，随着电极驱动搅拌装置的转动，完成粉末第一次机械搅拌混合，由于重力作用，粉末将落在下方电极驱动搅拌装置的搅拌桨叶上，由于两个电极驱动搅拌装置搅拌方向相反，随着电极驱动搅拌装置的转动，粉末前进方向发生变化，完成第二次机械搅拌混合。
[0020]进一步地，所述电极驱动搅拌装置的搅拌桨和搅拌桨叶为非金属防静电材料。
[0021]进一步地，所述进气通道通入的气体为氮气或氩气，气流速度5
‑
6m/s。
[0022]通入的氮气或氩气为惰性气体，不会对粉末产生影响。
[0023]进一步地，所述进粉模块和混粉模块之间通过法兰和密封圈可拆卸密封连接，所述混粉模块和储粉模块之间通过法兰和密封圈可拆卸密封连接。
[0024]进一步地，所述混粉模块的粉末混合腔和储粉模块的储粉腔的下端内部为倒锥形。倒锥形漏斗结构的设置方便粉末收集并进入粉末的出口端。
[0025]本专利技术还提供了一种激光熔敷用粉末混合送粉方法，包括以下步骤：
[0026]S1、将需要混合的N种粉末通过进粉模块上的N个进粉通道加进粉末混合腔中；所述N≥2；
[0027]S2、使进入粉末混合腔中的粉末经过电极驱动搅拌装置的机械搅拌混合，并经过向进气通道通气形成的气流混合后，进入储粉模块；
[0028]S3、待混合后的粉末进入储粉模块，根据设置的泄压值，通过泄气阀调整储粉腔中的压力；同时根据送粉装置粉筒中设定的粉末最小量和最大量，当送粉装置粉筒中的粉末剩余量小于设定最小量时，使第一电磁阀和第二电磁阀自动打开，第一平衡气接口和第二
平衡气接口连通以平衡储粉腔和送粉装置粉筒的压力，储粉腔中的粉末在重力作用下进入送粉装置粉筒中，当粉末量达到设置的最大量时，使第一电磁阀和第二电磁阀自动关闭，停止加粉；如此周而复始，实现激光熔敷用粉末混合装置的自动送粉。
[0029]本专利技术提供的激光熔敷用粉末混合装置通过机械搅拌和气体涡流搅拌相结合的方式使粉末更加充分的混合，同时通过泄气阀的设置防止储粉腔中的粉末高压飞溅，并且根据预设的送粉装置粉筒中粉末的最小量和最大量，通过两个电磁阀和两个平衡器接口的自动调整，实现自动化加粉过程。
[0030]进一步地，步骤S3中，设置的泄压值为P
±
0.01MPa，其中P为送粉装置粉筒内的压力。
[0031]为了避免储粉腔内压力过高导致粉末飞溅，使粉末聚集在储粉腔的粉末出口端，储粉腔设置泄本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光熔敷用粉末混合装置，其特征在于：包括依次连接的进粉模块(1)、混粉模块、储粉模块和送粉装置粉筒(4)；所述进粉模块(1)上设置有N个进粉通道(12)，所述N个进粉通道(12)的入口端在进粉模块(1)上表面沿同一圆周方向均匀分布，N个进粉通道(12)的出口端在进粉模块(1)下表面沿同一圆周方向均匀分布，且N个进粉通道(12)入口端在进粉模块(1)上表面的同一圆周直径大于出口端在进粉模块(1)下表面的同一圆周直径；所述N≥2；所述混粉模块包括粉末混合腔(2)、固定密封设置在粉末混合腔(2)中部侧壁上的电极驱动搅拌装置(22)及设置在电极驱动搅拌装置(22)下方的进气通道(23)；所述电极驱动搅拌装置(22)的搅拌部件位于进粉通道(12)的出口端端面下方；所述进气通道(23)的气体入口端高于气体出口端，且进气通道(23)出口端的中心线与粉末混合腔(2)水平剖面方向夹角为大于0
°
且小于30
°
，同时进气方向与粉末混合腔(2)的内壁相切；所述储粉模块包括储粉腔(3)、设置在储粉腔(3)侧面上端的泄气阀接口(33)和第一平衡气接口(34)；第一平衡气接口(34)上连接有第一电磁阀(35)；所述泄气阀接口(33)连接泄气阀；所述送粉装置粉筒(4)侧面上方设置第二平衡气接口(41)，所述第一平衡气接口(34)通过第一电磁阀(35)与第二平衡气接口(41)连接；所述储粉腔(3)的粉末出口(37)端通过第二电磁阀(36)与送粉装置粉筒(4)的加粉口(42)连接。2.根据权利要求1所述的激光熔敷用粉末混合装置，其特征在于：所述N个进粉通道(12)的中心线的延伸线在进粉模块(1)下方交汇于同一点，所述同一点位于粉末混合腔(2)的上部；所述搅拌部件位于进粉通道(12)的出口端端面下方，具体为位于所述同一点的下方。3.根据权利要求1或2所述的激光熔敷用粉末混合装置，其特征在于：所述电极驱动搅拌装置(22)为两个，所述电极驱动搅拌装置(22)的搅拌部件包括搅拌桨和多个搅拌桨叶，所述搅拌桨叶转动方向平行于搅拌桨。4.根据权利要求3所述的激光熔敷用粉末混合装置，其特征在于：所述两个电极驱动搅拌装置(22)上下排列，两个电极驱动搅拌装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵红敏，段开椋，马宝田，
申请(专利权)人：陕西中科中美激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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