一种激光熔覆加工头制造技术

本实用新型专利技术涉及激光熔覆技术领域，具体地说是一种激光熔覆加工头。包括连接模块、主体模块及多个粉末喷嘴，其中连接模块位于主体模块的上方、并与主体模块连接，所述连接模块和主体模块的内部均具有供光束通过的同轴光腔，所述多个粉末喷嘴均布在主体模块上、并所喷出的粉末聚焦在一起。所述连接模块包括连接法兰、上位连接板、外层套筒及上下调节机构，其中连接法兰的下端套设上下调节机构、并与所述主体模块连接，连接法兰的上端套设所述外层套筒，所述外层套筒的上端与所述上位连接板连接，所述外层套筒的下端与上下调节机构滑动连接。本实用新型专利技术能适应高粉末利用率、粉末汇聚好的3D熔覆的需要。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光熔覆
，具体地说是ー种激光熔覆加工头。
技术介绍
激光熔覆是ー种表面改性技木。它通过在金属基体表面添加熔覆材料，经高能激光束辐照使熔覆材料与基体表面薄层一起熔凝，形成与基体冶金结合的涂覆层，具有硬度高、耐磨性好、抗腐蚀等特性。激光熔覆是拓宽和延伸传统材料应用领域的重要手段之一，在汽车エ业、航空航天、电カ电子、生物医学等领域和制备新材料等方面展示出美好的应用前景。激光熔覆的エ艺方法有两种预置式和同步送粉式。随着送粉激光熔覆软硬件的开发和完善，同步送粉式激光熔覆已成为实际应用的主流。送粉式激光熔覆的显著特征是熔覆材料和基体材料同时加热。加工质量主要依赖的參数有激光功率密度、扫描速度、送粉量和粉末利用率。粉末利用率是衡量一个送粉系统的重要标志。在同样的功率和光斑尺寸下，粉末利用率越高就越能熔覆出光滑、高质量的熔覆层；反之，如果粉末利用率不够高则经常出现粘粉、结块、高低不平等缺陷。因此粉末利用率是衡量一个激光熔覆头的重要标O另外，出于方向性的考虑，在大面积或复杂形状表面的熔覆エ艺中通常采用同轴送粉熔覆头，同轴送粉熔覆头按粉末出ロ的形状又分为环形同轴熔覆头和多路送粉熔覆头。这两种熔覆头各有优劣，环形同轴熔覆头粉末更容易获得较小的粉末斑点(> O. 3mm)，但由于受重力的影响，这种送粉头难以实现汇大角度的摆动，因而不适合3D熔覆的需要。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供ー种激光熔覆加工头。该激光熔覆加エ头能适应高粉末利用率、粉末汇聚好的3D熔覆的需要。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案—种激光熔覆加工头，包括连接模块、主体模块及多个粉末喷嘴，其中连接模块位于主体模块的上方、并与主体模块连接，所述连接模块和主体模块的内部均具有供光束通过的同轴光腔，所述多个粉末喷嘴均布在主体模块上、并所喷出的粉末聚焦在一起。所述连接模块包括连接法兰、上位连接板、外层套筒及上下调节机构，其中连接法兰的下端套设上下调节机构、并与所述主体模块连接，连接法兰的上端套设所述外层套筒，所述外层套筒的上端与所述上位连接板连接，所述外层套筒的下端与上下调节机构滑动连接。所述上下调节机构包括调节螺母、调节旋板及C型套筒，其中调节螺母位于所述连接法兰和外层套筒之间、并与连接法兰螺纹连接，所述外层套筒的下端通过调节螺母的止ロ定位，所述调节旋板套设在外层套筒上、并上端卡在外层套筒下端的轴肩处，所述调节旋板的下端与调节螺母的轴肩连接；所述C型套筒位于连接法兰和外层套筒之间、并位于调节螺母的上方，所述C型套筒与连接法兰螺纹连接。所述调节旋板上端与外层套筒下端的轴肩之间设有滑套，所述外层套筒下端面与调节螺母的止ロ之间设有滑垫。所述主体模块从上至下依次包括调中装置、主体块和保护气喷嘴，所述调中装置上设有保护气通道，该保护气通道与设置在主体模块外部的保护气进气ロ连通，所述调中装置与主体块之间设有剖面呈L型的保护气导向管，所述保护气导向管的上部与所述调中装置之间留有连通保护气通道与保护气喷嘴的缝隙；所述多个粉末喷嘴均布在主体块上，每个粉末喷嘴均与设置在所述主体模块外部所对应的粉末入口同轴。所述保护气导向管的下部与主体块之间设有水冷腔，该水冷腔与设置在主体模块外部的冷却水接ロ连通。所述保护气导向管的上部为以ー个圆弧过渡的光滑曲面。所述调中装置包括保护气均压块、调中块及调中块盖板，其中保护气均压块容置在调中块的下部腔体内，所述保护气均压块与调中块的内壁之间设有所述保护气通道，所述调中块的上端与调中块盖板连接，所述调中块的上部腔体与调中块盖板围成调中腔体，该调中腔体与连接模块连接。所述保护气通道为上宽下窄的形状，所述保护气均压块的底部缝隙出口处为向上的斜面。 所述粉末喷嘴为四个、并采用CO2焊接导电嘴。本技术的优点及有益效果是I.本技术是能适应高粉末利用率、粉末汇聚好的3D熔覆需要。2.本技术实现调整粉末汇聚点和激光光束同轴、并沿光轴无极可调。3.本技术操作简单方便，使用稳定，能够实现长时间的激光熔覆エ艺。附图说明图I为本技术的整体外形图；图2为图I的剖视图；图3为本技术主体模块的剖视图；图4为本技术连接模块的剖视图；图5为本技术连接模块抱死结构示意图；其中1为连接模块；101为上位连接板；102为外层套筒；103为C型套筒；104为调节旋板；105为螺钉I ;106为调节螺母；107为滑垫；108为滑套；109为螺钉II ; 110为连接法兰；111为紧定螺钉；112为止动销；2为主体模块；201为主体块；202为保护气喷嘴；203保护气导向管；204为密封圈I ;205为密封圈II ；206为保护气均压块；207为密封圈III ;208为调中块；209为调中螺钉；210为调中块盖板；3为粉末入口 ；4为保护气进气ロ ；5为冷却水接ロ ；6为粉末喷嘴。具体实施方式以下结合附图对本技术作进ー步描述。如图I所示，本技术包括连接模块I、主体模块2及多个粉末喷嘴6，其中连接模块I位于主体模块2的上方、并与主体模块2连接，所述连接模块I和主体模块2的内部均具有供光束通过的同轴光腔。主体模块2的外围设有粉末入口 3、保护气进气ロ 4及冷却水接ロ 5，主体模块2的腔体壁上均布有多个粉末喷嘴6、并所喷出的粉末聚焦在一起。每个粉末喷嘴6与设置在主体模块2外部所对应的粉末入口 3同轴，可以保证粉末通道的畅通，保证粉末的汇聚质量。本实施例粉末喷嘴6采用相互独立的四个CO2焊接导电嘴，利用导电嘴自带的直ロ保证每个喷嘴的装配精度，进而保证粉末束的汇聚性能并适应3D熔覆的需要。粉束焦点直径为3mm，喷距为15mm，适应激光的功率为6KW。如图2、图4、图5所示，连接模块I包括连接法兰110、上位连接板101、外层套筒102及上下调节机构，其中连接法兰110的下端套设有上下调节机构、并与主体模块2连接，连接法兰110的上端套设外层套筒102，外层套筒102的上端通过螺钉II109与上位连接板101连接，外层套筒102的下端与上下调节机构滑动连接。上下调节机构包括调节螺母106、调节旋板104及C型套筒103，其中调节螺母106位于连接法兰Iio和外层套筒102之间、并与连接法兰110螺纹连接，外层套筒102的下端通过调节螺母106的止ロ定位。调节旋板104套设在外层套筒102上、并上端卡在外层套筒 102的轴肩处，调节旋板104的下端通过螺钉1105与调节螺母106的轴肩固定连接，以实现上下调节机构的轴向固定。调节旋板104的上端与外层套筒102下端的轴肩之间设有滑套108，外层套筒102的下端面与调节螺母106的止口上的沟槽之间设有滑垫107。滑套108和滑垫107减少转动时的摩擦力，保证运动精度。滑套108和滑垫107均采用POM材料，保证调节螺母106的旋转精度和润滑性；上下调节机构通过与调节螺母106固定的调节旋板104，带动调节螺母106旋转，连接法兰110沿导向区间将随之上下移动，在调节螺母106上设置一段导向区间与连接法兰110的中部导向面配合，保证连接法兰110的运动精度。外层套筒102上设有止动销112，当连接法兰110的位置确定后、通过止动销112将外层套筒102与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光熔覆加工头，其特征在于：包括连接模块(1)、主体模块(2)及多个粉末喷嘴(6)，其中连接模块(1)位于主体模块(2)的上方、并与主体模块(2)连接，所述连接模块(1)和主体模块(2)的内部均具有供光束通过的同轴光腔，所述多个粉末喷嘴(6)均布在主体模块(2)上、并所喷出的粉末聚焦在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢霞，王瑞泽，范卫国，孙晓玉，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：