42噴出，激光束23穿過激光束通道與出粉小孔42噴出的匯聚粉末流耦合，對(duì)加工件(圖中未示出)進(jìn)行加工、熔覆、修復(fù)和再制造等。本實(shí)施例的送粉噴嘴，粉末到達(dá)環(huán)形粉末穩(wěn)流槽41后，通過多個(gè)環(huán)形陣列出粉小孔42，使得送粉噴嘴能夠在大角度傾斜情況下，獲得均勻、小聚焦粉斑、高挺度的粉末流，保證金屬沉積過程中金屬粉末與聚焦激光的充分作用，提高沉積效率和精度，有效地克服了送粉噴嘴在大傾角加工時(shí)由于重力作用而出現(xiàn)的粉末偏聚現(xiàn)象，確保粉末聚焦的均勻性，提高了加工效率。
[0025]本實(shí)施例中，環(huán)孔錐頭4通過連接螺栓7與錐狀噴嘴主體I的小徑端可拆卸的連接，即采用螺栓連接，方便更換不同規(guī)格的環(huán)孔錐頭4。環(huán)孔錐頭4下端(小徑端)端部設(shè)計(jì)為沿激光束23方向直徑變大的錐體結(jié)構(gòu)，能夠提高激光束23能量的利用率和粉末的利用率。
[0026]本實(shí)施例中，環(huán)形粉末穩(wěn)流槽41的寬度與進(jìn)粉通道3的直徑相等，環(huán)形粉末穩(wěn)流槽41的深度大于出粉小孔42孔深的二分之一，有利于進(jìn)粉通道3內(nèi)的粉末能夠暢通的進(jìn)入環(huán)形粉末穩(wěn)流槽41并聚集，確保出粉小孔42噴出的粉末準(zhǔn)直和高挺度。
[0027]出粉小孔42的直徑為D，數(shù)量為N個(gè)，其中，0.8mm彡D彡1.5_，10 ^ N ^ 30 ；出粉小孔42的中心線與錐狀噴嘴主體I軸線的夾角α，10° ( α <30° ;本實(shí)施例中出粉小孔42的直徑D為0.8mm，出粉小孔42拋光處理，能夠獲得直徑為2_4mm的粉末匯聚點(diǎn)，出粉小孔42的數(shù)量為24個(gè)，出粉小孔42的中心線與錐狀噴嘴主體I軸線的夾角α為20°。
[0028]本實(shí)施例中，錐狀噴嘴主體I的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有中央水冷套5，中央水冷套5外表面設(shè)有多個(gè)相互連通的環(huán)形凹槽51，錐狀噴嘴主體I上分別設(shè)有冷卻水進(jìn)口 11和冷卻水出口12，冷卻水進(jìn)口 11和冷卻水出口 12均與環(huán)形凹槽51連通，冷卻水在環(huán)形凹槽51形成冷卻通道，對(duì)錐狀噴嘴主體I的殼體進(jìn)行散熱，中央水冷套5外表面與錐狀噴嘴主體I的內(nèi)孔的側(cè)壁之間設(shè)有密封圈52，保證水冷結(jié)構(gòu)密封可靠。
[0029]本實(shí)施例中，錐狀噴嘴主體I上還設(shè)有四個(gè)周向均勻布置的保護(hù)氣體通道6，保護(hù)氣體通道6與進(jìn)粉通道3交錯(cuò)布置，保護(hù)氣體通道6與錐狀噴嘴主體I的內(nèi)孔連通，保護(hù)氣體通道6的氣體進(jìn)口 61設(shè)置在錐狀噴嘴主體I的大徑端，氣體進(jìn)口 61與進(jìn)粉通道3的入口 31布置如圖3所示，保護(hù)氣體通過四路保護(hù)氣體通道6，進(jìn)入錐狀噴嘴主體I的內(nèi)腔，對(duì)激光透鏡和沉積層起到保護(hù)作用。
[0030]本實(shí)施例中，連接套筒21通過調(diào)節(jié)螺栓8與錐狀噴嘴主體I連接，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺栓8的長(zhǎng)短可以調(diào)節(jié)粉末流焦點(diǎn)與激光束23焦點(diǎn)間的離焦距離，同時(shí)可調(diào)節(jié)至兩者重入口 ο
[0031]本實(shí)施例中，錐狀噴嘴主體I大徑端的端面上設(shè)有一環(huán)形安裝槽13，連接套筒21外表面套設(shè)有一調(diào)節(jié)套筒9，調(diào)節(jié)套筒9與環(huán)形安裝槽13螺紋連接，調(diào)節(jié)套筒9伸出環(huán)形安裝槽13的外表面上設(shè)有四個(gè)均勻分布的對(duì)中螺釘91，調(diào)節(jié)對(duì)中螺釘91可調(diào)節(jié)連接套筒21和激光頭22的位移，實(shí)現(xiàn)激光束23與粉末流同軸度的調(diào)整，克服加工和安裝過程中的誤差。
[0032]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，包括中空的錐狀噴嘴主體(1)，所述錐狀噴嘴主體(I)的大徑端設(shè)有可與激光頭(22)連接的連接套筒(21)，所述錐狀噴嘴主體(I)上設(shè)有四個(gè)周向均勻布置的進(jìn)粉通道(3)，所述進(jìn)粉通道(3)的入口(31)設(shè)于錐狀噴嘴主體(I)的大徑端，所述進(jìn)粉通道(3)的出口設(shè)于錐狀噴嘴主體(I)的小徑端，其特征在于:所述錐狀噴嘴主體(I)的小徑端設(shè)有一中空的環(huán)孔錐頭(4 )，所述環(huán)孔錐頭(4 )大徑端的端面上設(shè)有環(huán)形粉末穩(wěn)流槽(41 )，所述環(huán)形粉末穩(wěn)流槽(41)與所述進(jìn)粉通道(3)連通，所述環(huán)孔錐頭(4)小徑端的端面上設(shè)有多個(gè)周向均勻分布的出粉小孔(42)，所述出粉小孔(42)與環(huán)形粉末穩(wěn)流槽(41)連通，各所述出粉小孔(42)的粉末流匯集于一點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述錐狀噴嘴主體(O的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有中央水冷套(5)，所述中央水冷套(5)外表面設(shè)有多個(gè)相互連通的環(huán)形凹槽(51)，所述錐狀噴嘴主體(I)上分別設(shè)有冷卻水進(jìn)口(11)和冷卻水出口(12)，所述冷卻水進(jìn)口(11)和冷卻水出口(12)均與所述環(huán)形凹槽(51)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述中央水冷套(5)外表面與所述錐狀噴嘴主體(I)的內(nèi)孔的側(cè)壁之間設(shè)有密封圈(52)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述錐狀噴嘴主體(I)上還設(shè)有四個(gè)周向均勻布置的保護(hù)氣體通道(6)，所述保護(hù)氣體通道(6)與所述進(jìn)粉通道(3 )交錯(cuò)布置，所述保護(hù)氣體通道(6 )與所述錐狀噴嘴主體(I)的內(nèi)孔連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述出粉小孔(42)的中心線與所述錐狀噴嘴主體(I)軸線的夾角為α，10° < α <30°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述出粉小孔(42)的直徑為D，數(shù)量為N個(gè)，0.8mm彡D彡1.5_，10彡N彡30。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述環(huán)孔錐頭(4)通過連接螺栓(7)與錐狀噴嘴主體(I)的小徑端可拆卸的連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述環(huán)形粉末穩(wěn)流槽(41)的寬度與所述進(jìn)粉通道(3)的直徑相等，所述環(huán)形粉末穩(wěn)流槽(41)的深度大于出粉小孔(42)孔深的二分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述連接套筒(21)通過調(diào)節(jié)螺栓(8 )與所述錐狀噴嘴主體(I)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，其特征在于:所述錐狀噴嘴主體(I)大徑端的端面上設(shè)有一環(huán)形安裝槽(13 )，所述連接套筒(21)外表面套設(shè)有一調(diào)節(jié)套筒(9)，所述調(diào)節(jié)套筒(9)與所述環(huán)形安裝槽(13)螺紋連接，所述調(diào)節(jié)套筒(9)伸出所述環(huán)形安裝槽(13)的外表面上設(shè)有四個(gè)均勻分布的對(duì)中螺釘(91)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)孔式激光同軸送粉噴嘴，包括中空的錐狀噴嘴主體，錐狀噴嘴主體的大徑端設(shè)有可與激光頭連接的連接套筒，錐狀噴嘴主體上設(shè)有四個(gè)周向均勻布置的進(jìn)粉通道，進(jìn)粉通道的入口設(shè)于錐狀噴嘴主體的大徑端，進(jìn)粉通道的出口設(shè)于錐狀噴嘴主體的小徑端，錐狀噴嘴主體的小徑端設(shè)有一中空的環(huán)孔錐頭，環(huán)孔錐頭大徑端的端面上設(shè)有環(huán)形粉末穩(wěn)流槽，環(huán)形粉末穩(wěn)流槽與進(jìn)粉通道連通，環(huán)孔錐頭小徑端的端面上設(shè)有多個(gè)周向均勻分布的出粉小孔，出粉小孔與環(huán)形粉末穩(wěn)流槽連通，各出粉小孔的粉末流匯集于一點(diǎn)。本發(fā)明具有粉末流匯聚性高和在噴嘴一定傾斜時(shí)仍能獲得均勻的粉末流、激光熔覆效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C23C24-10
【公開號(hào)】CN104694922
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510142568
【發(fā)明人】宋立軍, 張屹, 胡仲勛, 肖先鋒
【申請(qǐng)人】湖南大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日