本发明专利技术提供一种同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件，包括送粉器主体、盖板、石英管、送粉块以及级联分粉组件。送粉块与级联分粉组件依次固定在送粉器主体的顶部。送粉器主体内有扁平状的矩形凹槽，平行地放置多个石英管排列在其中。石英管的入口端朝向级联分粉组件，出口端朝向喷嘴主体下端；级联分粉组件包括具有分粉孔的分粉块以及位于相邻两层的分粉块之间设置的密封垫片，相邻两层的分粉块的分粉孔逐层交错设置，并且最下层的分粉块的分粉孔与石英管的数量一致。粉末依次经过送粉块进入级联分粉组件分粉后，送入多个石英管中进而送至下方的熔池中。从而可根据需要快速进行分粉的组合选择和调试，快速确定分粉与送粉方案。案。案。
【技术实现步骤摘要】
同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件
[0001]本申请是申请人于2021年10月29日提出的申请号为2021112677323、名称为激光熔覆增材制造用同轴宽带送粉装置的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本专利技术涉及激光熔覆增材制造
，尤其是同轴宽带送粉技术，具体而言涉及一种同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件。
技术介绍
[0003]激光增材制造技术作为一种新兴的表面强化技术，其工业上适用范围和应用领域非常广泛，应用于矿山机械、煤炭、石油化工、铁路、汽车、船舶、冶金、航空、机床等领域，采用激光增材制造与再制造造技术，可进行复杂零件的快速成型以及缺陷修复，恢复使用性能，成本低，效率高，而且在一些应用领域中通过宽带激光熔覆技术，可实现再制造零件表面的修复和强化，实现高强度、耐磨损、抗冲蚀性能，使用激光熔覆加工技术进行修复和性能优化。
[0004]宽带激光熔覆加工工艺，采用矩形激光光斑或者椭圆形等较大面积的激光光斑对粉末的激光熔覆，送粉嘴采用宽带式送粉，使得送入基板上的粉斑也不再是圆形粉斑，而是呈现出大面积的近似矩形，具有加工时间短、工作效率高的特点，尤其是采用同轴送粉激光熔覆加工工艺，具有熔覆表面质量好、适用范围广的特点，在零件表面的修复和强化方面具有广泛的应用。但是在长时间使用的过程中，由于金属粉末对喷嘴粉末流道的冲刷，使得喷嘴内部光洁度逐渐下降，从而影响送粉效果，减小粉末利用率，熔覆效果也随之降低。在维修和保养过程中，需要更换整个送粉喷嘴，大幅提高更换成本和难度。而且，长时间使用会对送粉喷嘴造成大量的热传导，激光在工件上的反光也会对喷嘴上的管路造成损坏，严重影响使用效果。
[0005]现有技术中提出宽带同轴激光熔覆送粉喷嘴，例如公开号为CN211227345U提出的全水冷高功率宽带同轴激光熔覆嘴，设计有分粉模块组件，将通入送粉口内的粉体一路分成多路，从而通入送粉嘴的粉末变成宽型粉末带，与激光汇聚融化后，可以在基材表面形成较宽的修复带，大大增加了激光熔覆修复的效率，节约生产时间并且提高了生产效益，解决普通激光熔覆嘴送粉量小、送粉面积小以及加工效率慢的问题。尤其是通过在分粉模块上设置横向水槽，在水冷侧板上设置纵向水槽，使整个激光熔覆嘴内部形成全方位的水冷结构，能够保证激光熔覆加工时全水冷的要求，确保长时间激光熔覆加工的需求。但在该设计中，由于送粉结构与分粉结构的固定设计，并且在分粉模块组件中形成的扁平式固定的1分3(1分N)的结构，在分粉和粉末输送过程中固定进行分粉而不能根据需要或者工艺进行调试，也不易进行调整调试，而且容易造成堵塞，一旦损坏或者堵塞，即需要更换整个送粉嘴组件。同时在使用过程中，该设计的送粉喷嘴容易受到的激光在工件上的反光造成的对喷嘴上的管路的损坏，影响使用效果。
[0006]现有技术文献：
[0007]专利技术1：CN211227345U一种全水冷高功率宽带同轴激光熔覆嘴
[0008]专利技术2：CN203878217U一种带全水冷送粉嘴的激光熔覆头
技术实现思路
[0009]本专利技术目的在于提供一种同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件，可根据需要快速进行分粉的组合选择和调试，快速确定分粉与送粉方案。
[0010]根据本专利技术目的的第一方面，提出一种同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件，所述宽带送粉组件包括送粉器主体、盖板、石英管、送粉块以及级联分粉组件；
[0011]所述送粉块与级联分粉组件依次固定在送粉器主体的顶部；
[0012]所述送粉块，被设置与位于同轴宽带送粉装置同一侧向的送粉管连接，接收输送的粉末；所述送粉块具有与送粉管连通的通孔，通孔数量为N0；
[0013]所述送粉器主体内设置有扁平状的矩形凹槽以及用于对送粉器主体进行冷却的水冷组件，多个石英管平行地排列在所述矩形凹槽内并形成平整的排列平面并由所述盖板盖住密封，多个石英管的入口端朝向级联分粉组件，出口端朝向同轴宽带送粉装置的喷嘴主体的下端；
[0014]所述送粉块接收粉末后，粉末进入到级联分粉组件，经由级联分粉组件分粉后，送入到所述送粉器主体内的多个石英管中，通过石英管送到所述喷嘴主体下方的熔池中；
[0015]其中，所述级联分粉组件包括具有分粉孔的分粉块以及位于相邻两层的分粉块之间设置的密封垫片，相邻两层的分粉块的分粉孔逐层交错设置，并且最下层的分粉块的分粉孔与石英管的数量一致。
[0016]由此，粉末通过送粉管输送进入到送粉块之后，进入到级联分粉组件内，通过逐层错位交错设置的分粉孔，实现粉末的多层错层均匀、快速分粉，实现宽带送粉。
[0017]优选的实施例中，所述级联分粉组件的每一层分粉块上设置的分粉孔采用扁平状沉孔与斜锥状出粉孔的双层设计，扁平状沉孔位于斜锥状出粉孔的上方，扁平状沉孔的孔径大于斜锥状出粉孔的出口端的孔径，斜锥状出粉孔的上部与扁平状沉孔的下边缘连接，并从扁平状沉孔的下边缘至出粉孔的出口端之间以设定的角度呈斜坡落粉设计。
[0018]由此，粉末在级联分粉组件内的错层分粉时，相邻的两层分粉块之间可实现无缝对接，而且粉末落入下层的分粉块的分粉孔内时，沉孔对接后通过斜锥状出粉孔实现平滑的滑落，从出口端平滑落入再下一层的分粉块，减少堆积的风险。
[0019]作为优选的实施例，所述级联分粉组件的每一层分粉块上设置的分粉孔被设置满足：
[0020]第一层分粉块的分粉孔数量为N1，N1＞N0，N1个分粉孔之间的扁平状沉孔为并排串联连接且相邻的分粉孔之间在水平方向直接连通且无边框设计；并且第一层分粉块的相邻的扁平状沉孔的连接位置的中心与分粉块上对应的通孔的圆心对齐，且相邻的扁平状沉孔级联后的长度大于送粉块上N0个通孔的水平方向的边缘连接线的尺寸长度；
[0021]中间层分粉块的分粉孔数量为N
i
，N
i
表示第i层分粉孔数量，N
i
＞N
i
‑1；i≤m，m为分粉块的总数；N
i
个分粉孔的扁平状沉孔为并排串联连接且相邻的分粉孔之间在水平方向直接连通且无边框设计；第i层分粉块的相邻的扁平状沉孔的连接位置的中心与第i
‑
1层上对应的斜锥状出粉孔的出口端的圆心对齐，且相邻的扁平状沉孔级联后的长度大于第i
‑
1层
的Ni
‑
1个出粉孔的出粉口的水平方向的边缘连接线的尺寸长度；
[0022]其中，下一层分粉块上设置的分粉孔的扁平状沉孔级联后的长度大于上一层分粉块的出粉孔的出口端级联后的边缘连接线的尺寸长度。
[0023]由此，在错层分粉过程中，通过分粉块的分粉孔的错层设计以及尺寸匹配，既保证上下层分粉块之间的平滑过渡，同时实现上下层分粉块之间的顺畅落粉，避免粉末在内部的堆积或者堵塞。
[0024]优选地，所述级联分粉组件的每一层分粉块上设置的分粉孔满足：
[0025]每一层分粉块的分粉孔的扁平状沉孔的孔径小于上一层分粉块的分粉孔的扁平状本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件，其特征在于，所述宽带送粉组件包括送粉器主体(61)、盖板(62)、石英管(64)、送粉块(63)以及级联分粉组件；所述送粉块(63)与级联分粉组件依次固定在送粉器主体(61)的顶部；所述送粉块(63)，被设置与位于同轴宽带送粉装置同一侧向的送粉管(70)连接，接收输送的粉末；所述送粉块(63)具有与送粉管(70)连通的通孔，通孔数量为N0；所述送粉器主体内设置有扁平状的矩形凹槽以及用于对送粉器主体(61)进行冷却的水冷组件，多个石英管(64)平行地排列在所述矩形凹槽内并形成平整的排列平面并由所述盖板(62)盖住密封，多个石英管(64)的入口端朝向级联分粉组件，出口端朝向同轴宽带送粉装置的喷嘴主体的下端；所述送粉块(63)接收粉末后，粉末进入到级联分粉组件，经由级联分粉组件分粉后，送入到所述送粉器主体内的多个石英管(64)中，通过石英管(64)送到所述喷嘴主体下方的熔池中；其中，所述级联分粉组件包括具有分粉孔(67)的分粉块(65)以及位于相邻两层的分粉块(65)之间设置的密封垫片(66)，相邻两层的分粉块(65)的分粉孔(67)逐层交错设置，并且最下层的分粉块(65)的分粉孔(68)与石英管(64)的数量一致。2.根据权利要求1所述的同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件，其特征在于，所述级联分粉组件的每一层分粉块(65)上设置的分粉孔(67)采用扁平状沉孔(67a)与斜锥状出粉孔(67b)的双层设计，扁平状沉孔(67a)位于斜锥状出粉孔(67b)的上方，扁平状沉孔(67a)的孔径大于斜锥状出粉孔(67b)的出口端的孔径。3.根据权利要求2所述的同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件，其特征在于，所述斜锥状出粉孔(67b)的上部与扁平状沉孔(67a)的下边缘连接，并从扁平状沉孔(67a)的下边缘至出粉孔(67)的出口端之间以设定的角度呈斜坡落粉设计。4.根据权利要求2所述的同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件，其特征在于，任意两个邻接的扁平状沉孔(67a)之间的连接线的中心位置，位于上一层分粉块的扁平状沉孔(67a)以及斜锥状出粉孔(67b)的中心重合的位置，使得上一层落粉均匀且都能够分别分到下一层的斜锥状出粉孔(67b)中，进而落入下一层分粉块中。5.根据权利要求2所述的同轴宽带送粉装置的级联式宽带送粉组件，其特征在于，每一层分粉块(65)的分粉孔(67)的扁平状沉孔与...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪楠，迟海龙，锁红波，史建军，
申请(专利权)人：南京中科煜宸激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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