一種激光熔覆加工頭制造技術

本實用新型專利技術涉及激光熔覆技術領域，具體地說是一種激光熔覆加工頭。包括連接模塊、主體模塊及多個粉末噴嘴，其中連接模塊位于主體模塊的上方、并與主體模塊連接，所述連接模塊和主體模塊的內部均具有供光束通過的同軸光腔，所述多個粉末噴嘴均布在主體模塊上、并所噴出的粉末聚焦在一起。所述連接模塊包括連接法蘭、上位連接板、外層套筒及上下調節機構，其中連接法蘭的下端套設上下調節機構、并與所述主體模塊連接，連接法蘭的上端套設所述外層套筒，所述外層套筒的上端與所述上位連接板連接，所述外層套筒的下端與上下調節機構滑動連接。本實用新型專利技術能適應高粉末利用率、粉末匯聚好的3D熔覆的需要。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及激光熔覆
，具體地說是ー種激光熔覆加工頭。
技術介紹
激光熔覆是ー種表面改性技木。它通過在金屬基體表面添加熔覆材料，經高能激光束輻照使熔覆材料與基體表面薄層一起熔凝，形成與基體冶金結合的涂覆層，具有硬度高、耐磨性好、抗腐蝕等特性。激光熔覆是拓寬和延伸傳統材料應用領域的重要手段之一，在汽車エ業、航空航天、電カ電子、生物醫學等領域和制備新材料等方面展示出美好的應用前景。激光熔覆的エ藝方法有兩種預置式和同步送粉式。隨著送粉激光熔覆軟硬件的開發和完善，同步送粉式激光熔覆已成為實際應用的主流。送粉式激光熔覆的顯著特征是熔覆材料和基體材料同時加熱。加工質量主要依賴的參數有激光功率密度、掃描速度、送粉量和粉末利用率。粉末利用率是衡量一個送粉系統的重要標志。在同樣的功率和光斑尺寸下，粉末利用率越高就越能熔覆出光滑、高質量的熔覆層；反之，如果粉末利用率不夠高則經常出現粘粉、結塊、高低不平等缺陷。因此粉末利用率是衡量一個激光熔覆頭的重要標O另外，出于方向性的考慮，在大面積或復雜形狀表面的熔覆エ藝中通常采用同軸送粉熔覆頭，同軸送粉熔覆頭按粉末出ロ的形狀又分為環形同軸熔覆頭和多路送粉熔覆頭。這兩種熔覆頭各有優劣，環形同軸熔覆頭粉末更容易獲得較小的粉末斑點(> O. 3mm)，但由于受重力的影響，這種送粉頭難以實現匯大角度的擺動，因而不適合3D熔覆的需要。
技術實現思路
針對上述問題，本技術的目的在于提供ー種激光熔覆加工頭。該激光熔覆加エ頭能適應高粉末利用率、粉末匯聚好的3D熔覆的需要。為了實現上述目的，本技術采用以下技術方案—種激光熔覆加工頭，包括連接模塊、主體模塊及多個粉末噴嘴，其中連接模塊位于主體模塊的上方、并與主體模塊連接，所述連接模塊和主體模塊的內部均具有供光束通過的同軸光腔，所述多個粉末噴嘴均布在主體模塊上、并所噴出的粉末聚焦在一起。所述連接模塊包括連接法蘭、上位連接板、外層套筒及上下調節機構，其中連接法蘭的下端套設上下調節機構、并與所述主體模塊連接，連接法蘭的上端套設所述外層套筒，所述外層套筒的上端與所述上位連接板連接，所述外層套筒的下端與上下調節機構滑動連接。所述上下調節機構包括調節螺母、調節旋板及C型套筒，其中調節螺母位于所述連接法蘭和外層套筒之間、并與連接法蘭螺紋連接，所述外層套筒的下端通過調節螺母的止ロ定位，所述調節旋板套設在外層套筒上、并上端卡在外層套筒下端的軸肩處，所述調節旋板的下端與調節螺母的軸肩連接；所述C型套筒位于連接法蘭和外層套筒之間、并位于調節螺母的上方，所述C型套筒與連接法蘭螺紋連接。所述調節旋板上端與外層套筒下端的軸肩之間設有滑套，所述外層套筒下端面與調節螺母的止ロ之間設有滑墊。所述主體模塊從上至下依次包括調中裝置、主體塊和保護氣噴嘴，所述調中裝置上設有保護氣通道，該保護氣通道與設置在主體模塊外部的保護氣進氣ロ連通，所述調中裝置與主體塊之間設有剖面呈L型的保護氣導向管，所述保護氣導向管的上部與所述調中裝置之間留有連通保護氣通道與保護氣噴嘴的縫隙；所述多個粉末噴嘴均布在主體塊上，每個粉末噴嘴均與設置在所述主體模塊外部所對應的粉末入口同軸。所述保護氣導向管的下部與主體塊之間設有水冷腔，該水冷腔與設置在主體模塊外部的冷卻水接ロ連通。所述保護氣導向管的上部為以ー個圓弧過渡的光滑曲面。所述調中裝置包括保護氣均壓塊、調中塊及調中塊蓋板，其中保護氣均壓塊容置在調中塊的下部腔體內，所述保護氣均壓塊與調中塊的內壁之間設有所述保護氣通道，所述調中塊的上端與調中塊蓋板連接，所述調中塊的上部腔體與調中塊蓋板圍成調中腔體，該調中腔體與連接模塊連接。所述保護氣通道為上寬下窄的形狀，所述保護氣均壓塊的底部縫隙出口處為向上的斜面。 所述粉末噴嘴為四個、并采用CO2焊接導電嘴。本技術的優點及有益效果是I.本技術是能適應高粉末利用率、粉末匯聚好的3D熔覆需要。2.本技術實現調整粉末匯聚點和激光光束同軸、并沿光軸無極可調。3.本技術操作簡單方便，使用穩定，能夠實現長時間的激光熔覆エ藝。附圖說明圖I為本技術的整體外形圖；圖2為圖I的剖視圖；圖3為本技術主體模塊的剖視圖；圖4為本技術連接模塊的剖視圖；圖5為本技術連接模塊抱死結構示意圖；其中1為連接模塊；101為上位連接板；102為外層套筒；103為C型套筒；104為調節旋板；105為螺釘I ;106為調節螺母；107為滑墊；108為滑套；109為螺釘II ; 110為連接法蘭；111為緊定螺釘；112為止動銷；2為主體模塊；201為主體塊；202為保護氣噴嘴；203保護氣導向管；204為密封圈I ;205為密封圈II ；206為保護氣均壓塊；207為密封圈III ;208為調中塊；209為調中螺釘；210為調中塊蓋板；3為粉末入口 ；4為保護氣進氣ロ ；5為冷卻水接ロ ；6為粉末噴嘴。具體實施方式以下結合附圖對本技術作進ー步描述。如圖I所示，本技術包括連接模塊I、主體模塊2及多個粉末噴嘴6，其中連接模塊I位于主體模塊2的上方、并與主體模塊2連接，所述連接模塊I和主體模塊2的內部均具有供光束通過的同軸光腔。主體模塊2的外圍設有粉末入口 3、保護氣進氣ロ 4及冷卻水接ロ 5，主體模塊2的腔體壁上均布有多個粉末噴嘴6、并所噴出的粉末聚焦在一起。每個粉末噴嘴6與設置在主體模塊2外部所對應的粉末入口 3同軸，可以保證粉末通道的暢通，保證粉末的匯聚質量。本實施例粉末噴嘴6采用相互獨立的四個CO2焊接導電嘴，利用導電嘴自帶的直ロ保證每個噴嘴的裝配精度，進而保證粉末束的匯聚性能并適應3D熔覆的需要。粉束焦點直徑為3mm，噴距為15mm，適應激光的功率為6KW。如圖2、圖4、圖5所示，連接模塊I包括連接法蘭110、上位連接板101、外層套筒102及上下調節機構，其中連接法蘭110的下端套設有上下調節機構、并與主體模塊2連接，連接法蘭110的上端套設外層套筒102，外層套筒102的上端通過螺釘II109與上位連接板101連接，外層套筒102的下端與上下調節機構滑動連接。上下調節機構包括調節螺母106、調節旋板104及C型套筒103，其中調節螺母106位于連接法蘭Iio和外層套筒102之間、并與連接法蘭110螺紋連接，外層套筒102的下端通過調節螺母106的止ロ定位。調節旋板104套設在外層套筒102上、并上端卡在外層套筒 102的軸肩處，調節旋板104的下端通過螺釘1105與調節螺母106的軸肩固定連接，以實現上下調節機構的軸向固定。調節旋板104的上端與外層套筒102下端的軸肩之間設有滑套108，外層套筒102的下端面與調節螺母106的止口上的溝槽之間設有滑墊107。滑套108和滑墊107減少轉動時的摩擦力，保證運動精度。滑套108和滑墊107均采用POM材料，保證調節螺母106的旋轉精度和潤滑性；上下調節機構通過與調節螺母106固定的調節旋板104，帶動調節螺母106旋轉，連接法蘭110沿導向區間將隨之上下移動，在調節螺母106上設置一段導向區間與連接法蘭110的中部導向面配合，保證連接法蘭110的運動精度。外層套筒102上設有止動銷112，當連接法蘭110的位置確定后、通過止動銷112將外層套筒102與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光熔覆加工頭，其特征在于：包括連接模塊(1)、主體模塊(2)及多個粉末噴嘴(6)，其中連接模塊(1)位于主體模塊(2)的上方、并與主體模塊(2)連接，所述連接模塊(1)和主體模塊(2)的內部均具有供光束通過的同軸光腔，所述多個粉末噴嘴(6)均布在主體模塊(2)上、并所噴出的粉末聚焦在一起。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝霞，王瑞澤，范衛國，孫曉玉，
申請(專利權)人：沈陽新松機器人自動化股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：