一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头制造技术

本实用新型专利技术涉及激光加工技术领域，尤其是一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，包括激光熔覆头和全水冷送粉模块，激光熔覆头依次包括光阑模块、准直聚焦模块、输气模块和调节模块，光阑模块和准直聚焦模块内均设有环形冷却腔，光阑模块上开有与环形冷却腔连通的准直进水口和准直出水口，准直聚焦模块上开有与环形冷却腔连通的聚焦进水口和聚焦出水口，激光熔覆头旁侧设有与环形冷却腔连通的水冷法兰模块，水冷法兰模块包括水冷法兰、进水管和出水管。该激光熔覆头通过一体化的水冷法兰模块，实现内部水冷，减少外露的管道数量，且能避免管道直接与熔覆头外壁接触，防止管道烧损，提高了使用寿命，实现长期稳定的加工。实现长期稳定的加工。实现长期稳定的加工。

【技术实现步骤摘要】
一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头


[0001]本技术涉及激光加工
，尤其是一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头。

技术介绍

[0002]目前，随着工业激光器的发展，激光熔覆技术得到了越来越广泛的应用，激光熔覆是通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高密度的激光束与基材表面一起熔凝，在表面形成与冶金结合的添料熔覆层，从而显著改善基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性，从而达到表面改性或修复的目的。
[0003]例如申请日为2019年12月2日，公开号为CN211921694U，名称为“一种激光熔覆加工头”的专利，该激光熔覆加工头包括光纤接入模块、光阑模块、准直聚焦模块、保护模块、输气模块、调节模块和送粉模块，其中，准直聚焦模块包括准直装置和聚焦镜，准直装置和聚焦镜上均连接有进水管和出水管，进水管和出水管设置在准直聚焦模块的外壁上，加工工件过程中会反光，温度过高会把水管烤坏，更换比较麻烦，再加上外部水冷不够美观，因此，急需对准直聚焦模块的水冷部分进行改进。

技术实现思路

[0004]为了解决现有的外部水冷易烤坏水管，更换麻烦的问题，本技术提供了一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，通过在准直聚焦模块外部设置水冷法兰模块，将进出水管外置，避免管体烤坏，更加美观，安装拆卸也比较方便。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，包括激光熔覆头和全水冷送粉模块，激光熔覆头依次包括光阑模块、准直聚焦模块、输气模块和调节模块，光阑模块和准直聚焦模块内均设有环形冷却腔，光阑模块上开有与环形冷却腔连通的准直进水口和准直出水口，准直聚焦模块上开有与环形冷却腔连通的聚焦进水口和聚焦出水口，全水冷送粉模块通过调节模块与激光熔覆头连接，激光熔覆头旁侧设有与环形冷却腔连通的水冷法兰模块，水冷法兰模块设置在光阑模块和准直聚焦模块外部，水冷法兰模块包括水冷法兰、进水管和出水管，进水管和出水管均设置在水冷法兰的旁侧，水冷法兰与激光熔覆头的安装面上开有准直进水口、准直出水口、聚焦进水口和聚焦出水口，准直进水口和聚焦进水口与进水管连通，准直出水口和聚焦出水口与出水管连通，通过将光阑模块和准直聚焦模块的环形水冷结构集成化，以减少外露水管，更加美观，且避免水管与熔覆头外壁接触造成的损坏，从而提高加工效率。
[0006]在一些实施例中，调节模块包括用于调节全水冷送粉模块水平位置的平动调节机构和用于调节全水冷送粉模块高度的旋转伸缩调节机构，便于调整光斑位置，也就是正离焦、负离焦和焦点三种不同的位置，以提高加工效率。
[0007]在一些实施例中，平动调节机构包括平动套筒、平动调节座、压圈和调节螺栓，平动套筒顶部设有沿平动套筒的外侧壁向外凸出的调节凸环，平动调节座的底部设有沿平动
调节座的内侧壁向上凹进的调节凹环，调节凹环具有可供调节凸环在水平面内活动的空间，平动调节座外围周向均布四个调节螺栓，调节凸环设置在调节凹环内，通过压圈限制调节凸环上下运动，调节螺栓贯穿平动调节座抵靠在平动套筒上，用于固定平动套筒的水平位置，方便前后左右调节射出的光斑位置，使其处于送粉嘴的正中心位置。
[0008]在一些实施例中，旋转伸缩调节机构包括伸缩套筒、旋转外壳、限位锁紧环和销钉，伸缩套筒滑动设置在旋转外壳内，限位锁紧环设置在旋转外壳底部，用于将伸缩套筒限定在旋转外壳内，销钉贯穿旋转外壳抵靠在伸缩套筒上，用于固定伸缩套筒的高度位置，方便调节送粉嘴的高度，使射出的光斑焦点处于适合各种加工需求的位置。
[0009]在一些实施例中，还包括保护模块，保护模块包括准直保护镜模块和聚焦保护镜模块，准直保护镜模块设置在准直聚焦模块上方，聚焦保护镜模块设置在准直聚焦模块下方，能使聚焦光点原始高效通过，并且阻挡激光熔覆加工时的外部灰尘的飞溅，达到保护准直聚焦模块内部无污染的作用。
[0010]在一些实施例中，输气模块包括连通的环形气刀和气嘴，环形气刀为双气刀结构，环形气刀设置在平动调节座内，气嘴设置在平动调节座外部，可以接入保护气体，如氩气、氮气等，在内部形成一个往下的气流，不仅可以使保护镜片得到保护，还可以对激光熔覆的基材熔池进行保护，防止激光加工时金属粉末氧化，确保激光加工效果。
[0011]在一些实施例中，全水冷送粉模块包括送粉嘴外壳和送粉嘴内芯，送粉嘴外壳的侧壁上设有送粉口，送粉嘴外壳套设在送粉嘴内芯外部，使送粉嘴外壳和送粉嘴内芯之间形成送粉通道，利于将从送粉口送入的粉末均匀分散。
[0012]在一些实施例中，送粉嘴外壳内设有环形冷却腔，送粉嘴外壳上开有与环形冷却腔连通的送粉进水口和送粉出水口，达到送粉嘴全水冷的加工要求，解决了送粉过程中由于过热使得粉末不均匀，送粉口堵塞，粉末利用率低等问题，可以实现长时间的激光熔覆加工。
[0013]在一些实施例中，送粉嘴外壳上焊接有送粉管，送粉管与送粉通道连通，所述送粉通道靠近送粉管的一端设有送粉斜面，粉末撞击斜面后均匀落下，利于粉末均匀分散。
[0014]在一些实施例中，光阑模块旁侧设有分粉器模块，分粉器模块包括分粉器支架、分粉器、进粉口和分粉接头，分粉器支架上开有用于安装分粉器的安装孔，分粉器顶部设有进粉口，分粉器底部设有分粉接头，方便根据加工需求将粉末均匀等分。
[0015]本技术的有益效果是，
[0016]（1）本技术提供了一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，通过在光阑模块和准直聚焦模块外部设置一体化的水冷法兰模块，实现内部水冷，减少外露的管道数量，且能避免管道直接与熔覆头外壁接触，防止管道烧损，提高了使用寿命，实现长期稳定的加工；
[0017]（2）本技术提供了一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，通过在送粉嘴处设置环形水冷结构，使接入的冷却水环形螺旋流动，达到送粉嘴全水冷的加工要求，保证送粉通道畅通，使送粉均匀，提高粉末利用率，实现长时间的激光熔覆加工；
[0018]（3）本技术提供了一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，通过平动调节模块可以前后左右调节射出的光斑位置，使其处于送粉嘴的正中心位置，通过旋转伸缩调节模块可以调节送粉嘴的高度，使射出的光斑焦点处于适合各种加工需求的位置，从
而提高加工效率。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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的附图。
[0020]图1是激光熔覆头的结构示意图；
[0021]图2是激光熔覆头的剖视图；
[0022]图3是水冷法兰模块的结构示意图；
[0023]图4是旋转伸缩调节机构的结构示意图；
[0024]图5是图4中的A
‑
A面示意图；
[0025]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，包括激光熔覆头（1）和全水冷送粉模块（2），所述激光熔覆头（1）依次包括光阑模块（11）、准直聚焦模块（12）、输气模块（13）和调节模块（14），所述光阑模块（11）和准直聚焦模块（12）内均设有环形冷却腔（15），所述光阑模块（11）上开有与环形冷却腔（15）连通的准直进水口（34）和准直出水口（35），所述准直聚焦模块（12）上开有与环形冷却腔（15）连通的聚焦进水口（36）和聚焦出水口（37），所述全水冷送粉模块（2）通过调节模块（14）与激光熔覆头（1）连接，其特征在于，所述激光熔覆头（1）旁侧设有与环形冷却腔（15）连通的水冷法兰模块（3），所述水冷法兰模块（3）设置在光阑模块（11）和准直聚焦模块（12）外部，所述水冷法兰模块（3）包括水冷法兰（31）、进水管（32）和出水管（33），所述进水管（32）和出水管（33）均设置在水冷法兰（31）的旁侧，所述水冷法兰（31）与激光熔覆头（1）的安装面上开有准直进水口（34）、准直出水口（35）、聚焦进水口（36）和聚焦出水口（37），所述准直进水口（34）和聚焦进水口（36）与进水管（32）连通，所述准直出水口（35）和聚焦出水口（37）与出水管（33）连通。2.根据权利要求1所述的一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，其特征是，所述调节模块（14）包括用于调节全水冷送粉模块（2）水平位置的平动调节机构（16）和用于调节全水冷送粉模块（2）高度的旋转伸缩调节机构（17）。3.根据权利要求2所述的一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，其特征是，所述平动调节机构（16）包括平动套筒（161）、平动调节座（162）、压圈（163）和调节螺栓（164），所述平动套筒（161）顶部设有沿平动套筒（161）的外侧壁向外凸出的调节凸环，所述平动调节座（162）的底部设有沿平动调节座（162）的内侧壁向上凹进的调节凹环，所述调节凹环具有可供调节凸环在水平面内活动的空间，所述平动调节座（162）外围周向均布四个调节螺栓（164），所述调节凸环设置在调节凹环内，通过压圈（163）限制调节凸环上下运动，所述调节螺栓（164）贯穿平动调节座（162）抵靠在平动套筒（161）上，用于固定平动套筒（161）的水平位置。4.根据权利要求2所述的一种内部全水冷环形送粉可调高速激光熔覆头，其特征是，所述旋转伸缩调节机构（17）包括伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛伟伟，汪木兰，朱昊，赵伟，付宇明，郑立娟，陆轩然，胡一鸣，傅康，蒋芬军，姜萍，马骏，施飞，贺峰，韩冰，
申请(专利权)人：江苏珠峰光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：