[发明专利]熔覆喷头及激光熔覆装置

说明书

本发明涉及一种熔覆喷头，其包括喷嘴及枪身，喷嘴设置在枪身的底部，喷嘴内设置有供熔覆材料通过的熔覆通道及供气体通过的气体输送通道，气体输送通道围设在熔覆通道的外围，喷嘴上设置有至少三个及以上的导气槽，导气槽与气体输送通道连通枪身分为上段、中间段及下段三部分，上段设置有倒角，中间段设置有圆孔，下段设置有至少三个及以上的过孔，其与喷嘴上的导气槽连通。在熔覆喷头上套设有气体保护套，保护套与熔覆喷头之间有间隙形成气体输送通道；喷嘴和熔覆通道为同轴布置，气体通过气体输送通道均匀喷射到熔覆区域，不但有效防止熔覆层氧化，而且也一定程度上冷却了熔覆通道，提高了其使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种熔覆喷头及激光熔覆装置，属于激光加工领域。

背景技术

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。

1）预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用；

2）同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。

同步送料法是目前最为先进的激光熔覆技术，它可大大提高熔覆质量，降低熔覆层的稀释率和基材的热影响，与预置熔覆法相比可使所需的熔覆能量降低一倍以上，还易于实现自动控制。侧向送料由于被熔材料的出口和光的出口相距较远，被熔材料和光的可控性较好不会出现因被熔材料过早熔化阻塞出光口的现象。单侧送料方式的局限性在于送料只是一个方向，这使得当加工面是平面时加工轨迹只能是一条直线，而不能走诸如圆、方形等这些曲线，使这类送料器在加工中使用的方便性、灵活性受到限制。同轴送料克服了单侧送料的缺点，能够将被熔材料均匀分散成环型再汇聚后送入聚焦的激光光束中。

中国专利CN201823642U公开了一种包含导向保护气流的激光熔覆同轴送粉喷嘴，该导向保护气套套接在粉末套的外部，并与其采用螺纹连接。该导向保护气套的内锥面与粉末套的外锥面之间形成开放的导向保护气通道，该导向保护气套上均匀设置数个进气孔，与导向保护气通道上部相同。

此包含导向气流的激光熔覆同轴送粉喷嘴虽然具有如下优点：

添加了外部的导向保护气流，即可对粉末流起到导向束流的作用，提高粉末流的汇聚程度，又可以对激光熔池提供很好的保护，并使喷嘴工作更加稳定，延长喷嘴的使用寿命。

但是依然存在如下不足：

气体通道由多个进气口组成，由于零件制造误差和装配误差的存在，无法保证每个进气口的气压和流量一样，最终也无法保证喷射到熔覆区域的气体均匀，所以也无法保证熔覆层完全不氧化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保护熔覆层不被氧化的一种熔覆喷头，从而保证熔覆效率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种熔覆喷头，其特征在于，所述熔覆喷头包括喷嘴及枪身，所述喷嘴设置在所述枪身的底部，所述喷嘴内设置有供熔覆材料通过的熔覆通道及供气体通过的气体输送通道，所述气体输送通道围设在所述熔覆通道的外围。

进一步地，所述气体输送通道与所述熔覆通道同轴布置。

进一步地，所述喷嘴包括喷嘴本体和设置在所述喷嘴本体外部的保护套，所述保护套与喷嘴本体之间形成有间隙，所述间隙为所述气体输送通道。

进一步地，所述保护套套设在所述喷嘴本体的外围。