一种可调节的精密环形激光喷粉嘴制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可调节的精密环形激光喷粉嘴，属于激光熔覆和增材制造领域。包括基体，基体的上顶面固定连接有法兰，基体侧壁上具有多个通孔，分别与多组输送粉管和冷却水管连通，基体下顶面通过螺钉固定连接有压紧块，之间设置有顶丝，基体内设置有内喷嘴，内喷嘴外套设有外喷嘴。本实用新型专利技术的环形激光喷粉嘴采用四级匀化结构使得金属粉末在内部充分匀化，大大提到了粉斑中粉末均匀分布度，可调节的外喷嘴结构，可以进一步调节第二气穴和锥形整流道，大大提高了粉斑的圆度。大大提高了粉斑的圆度。大大提高了粉斑的圆度。

【技术实现步骤摘要】
一种可调节的精密环形激光喷粉嘴


[0001]本技术涉及一种可调节的精密环形激光喷粉嘴，属于激光熔覆和增材制造领域。

技术介绍

[0002]激光熔覆是利用高能量密度的激光束作为热源熔化添加到基材表面的粉末或者丝材，在基材的表面制造一层耐磨或者耐腐蚀的涂层。激光熔覆工艺制造的涂层致密、孔隙率低，且涂层与基体之间为冶金结合。但是激光熔覆在熔覆过程中，激光大量的热作用于基材会导致基材被过度的熔化，严重甚至会引起基材的变形。另外，常规的激光熔覆速度约在0.1～1.2m/min之间，效率较低，这也极大限制激光熔覆的应用。
[0003]激光喷粉式增材制造技术是一种将金属粉末输送至基体并同步经激光辐照后形成熔池，熔池快速凝固形成熔覆层的工艺方法。激光熔覆头采用中心出光的圆形光斑，光束周围环状送粉或者多束送粉，送粉通过惰性气动保护。基于激光光斑大小和能量精细可控，激光喷粉式增材制造技术广泛应用于高精度、高强度、复杂形状零件的表面改性和增材再制造。
[0004]目前现有技术中，环形激光喷粉的激光熔覆头由于激光光斑和粉斑均为圆形，与外置的多束送粉相比无加工方向性，因此应用范围更广，精度更高，但是实际使用中，激光光斑和粉斑的汇聚性和同轴性，一直是行业应用难题，尤其是粉斑的汇聚性难以做到小粉斑和高圆度的同步。因此，亟待一种能实现高汇聚性的激光喷粉嘴。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种可调节的精密环形激光喷粉嘴，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
[0006]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种可调节的精密环形激光喷粉嘴，包括空心圆柱状的基体，所述基体的上顶面固定连接有法兰，形成单面开口的空腔，所述基体侧壁上具有多个通孔，所述通孔分别与多组输送粉管和冷却水管连通，所述基体下顶面通过螺钉固定连接有空心圆饼状压紧块，所述基体与所述压紧块之间设置有顶丝，所述空腔内设置有内喷嘴，所述内喷嘴穿过所述压紧块的圆心向外延伸出所述空腔，延伸部分套设有外喷嘴，所述外喷嘴的外壁通过所述压紧块与所述基体抵接并固定。
[0008]在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。
[0009]进一步，所述输送粉管的数量为3～10组。
[0010]进一步，所述冷却水管包括进水管和出水管，所述进水管、所述出水管和所述空腔形成冷却水道。
[0011]进一步，所述内喷嘴和所述基体形成第一气穴，所述第一气穴与所述输送粉管连通。
[0012]进一步，所述内喷嘴和所述外喷嘴之间具有第二气穴，所述第二气穴的体积比大于所述第一气穴的体积。
[0013]进一步，所述内喷嘴设置在所述空腔内部分的外壁上嵌设有多个扰流球，所述扰流球在所述内喷嘴外壁上均匀分布。
[0014]进一步，所述输送粉管、所述冷却水管、所述内喷嘴和/或所述外喷嘴的材质为紫铜，。
[0015]本技术的有益效果是：
[0016]1、四级匀化结构使得金属粉末在内部充分匀化，大大提到了粉斑中粉末均匀分布度；
[0017]2、可调节的外喷嘴结构，可以进一步调节第二气穴和锥形整流道，大大提高了粉斑的圆度。
附图说明
[0018]图1为本技术环形激光喷粉嘴结构示意图；
[0019]图2为本技术环形激光喷粉嘴结构剖面图；
[0020]图3为本技术扰流球分布图。
[0021]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0022]1、输送粉管，2、冷却水管，3、法兰，4、基体，5、压紧块，6、顶丝，7、螺钉，8、扰流球，9、内喷嘴，10、外喷嘴，11、第一气穴，12、第二气穴。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0024]如图1
‑
3所示，可调节的精密环形激光喷粉嘴，包括空心圆柱状的基体4，上述基体4的上顶面固定连接有法兰3，形成单面开口的空腔，上述基体4侧壁上具有多个通孔，上述通孔分别与多组输送粉管1和冷却水管2连通，输送粉管1的上端与送粉器联通，下端密封联通到基体4中，冷却水管2上端与水冷机的常温水管联通，下端密封联通至基体4中，上述基体4下顶面通过螺钉7固定连接有空心圆饼状压紧块5，上述基体4与上述压紧块5之间设置有顶丝6，上述空腔内设置有内喷嘴9，上述内喷嘴9穿过上述压紧块5的圆心向外延伸出上述空腔，延伸部分套设有外喷嘴10，上述外喷嘴10的外壁通过上述压紧块5与上述基体4抵接并固定，在松动螺钉7时，外喷嘴10可以发生相对移动。
[0025]在本技术的另一种实施方式中，上述输送粉管1的数量为3～10组。
[0026]在本技术的另一种实施方式中，上述冷却水管2包括进水管和出水管，上述进水管、上述出水管和上述空腔形成冷却水道，冷却水道通过密封圈进行密封，冷却水自冷却水管2进入基体4中，通过基体4和法兰3之间的冷却水道再返回冷却水管2中。
[0027]在本技术的另一种实施方式中，上述内喷嘴9和上述基体4形成第一气穴11，上述第一气穴11与上述输送粉管1连通，惰性气体输送的金属粉末通过输送粉管1首先进入第一气穴11，第一气穴11的作用是将进入的粉末进行匀化处理，使得粉末绕着圆周尽可能均匀分布。
[0028]在本技术的另一种实施方式中，上述内喷嘴9和上述外喷嘴10之间具有第二气穴12，上述第二气穴12的体积比大于上述第一气穴11的体积，第二气穴12起到二次气流匀化的作用。
[0029]在本技术的另一种实施方式中，上述内喷嘴9设置在上述空腔内部分的外壁上嵌设有多个扰流球8，上述扰流球8在上述内喷嘴9外壁上均匀分布。
[0030]在本技术的另一种实施方式中，上述输送粉管1、上述冷却水管2、上述内喷嘴9和/或上述外喷嘴10的材质为紫铜。
[0031]常规的送粉喷嘴，粉末的汇聚性通常是通过机械设计的高精密加工和装配实现的，由于喷嘴在轴向方向较长，稍微的加工误差会使得喷嘴末端的缝隙不均匀，造成喷粉汇聚性差，粉斑过大，圆度较差。本技术的喷嘴结构中，外喷嘴10与内喷嘴9可以发生XY平面内的相对移动。调节内外喷嘴10缝隙的步骤为：
[0032]1、略微松动个螺钉7；
[0033]2、松动4个顶丝6；
[0034]3、将整个喷嘴放置在二次元检测设备上，且喷嘴底部向上，以便于二次元检测设备观察测量内外喷嘴10间隙；
[0035]4、调节4个顶丝6，使得内喷嘴9和外喷嘴10之间的缝隙均匀，同心度在2丝以内；对于粒径较细、流动性差的粉末，同心度要求会更高；
[0036]5、锁紧4个螺钉77,锁紧其余的顶丝6
[0037]6、注意锁紧过程中时刻注意内外喷嘴10缝隙，如果缝隙再次变化，需要重新按照上述步骤进行。
[0038]以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调节的精密环形激光喷粉嘴，其特征在于，包括空心圆柱状的基体，所述基体的上顶面固定连接有法兰，形成单面开口的空腔，所述基体侧壁上具有多个通孔，所述通孔分别与多组输送粉管和冷却水管连通，所述基体下顶面通过螺钉固定连接有空心圆饼状压紧块，所述基体与所述压紧块之间设置有顶丝，所述空腔内设置有内喷嘴，所述内喷嘴穿过所述压紧块的圆心向外延伸出所述空腔，延伸部分套设有外喷嘴，所述外喷嘴的外壁通过所述压紧块与所述基体抵接并固定。2.根据权利要求1所述的可调节的精密环形激光喷粉嘴，其特征在于，所述输送粉管的数量为3～10组。3.根据权利要求1所述的可调节的精密环形激光喷粉嘴，其特征在于，所述冷却水管包括进水管和出水管，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王相苹，韩公明，
申请(专利权)人：上海通历激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：