[发明专利]一种异质多材料激光熔覆喷嘴及其制造方法

说明书

本发明公开了一种异质多材料激光熔覆喷嘴及其制造方法；本发明异质多材料激光熔融喷嘴由激光通道、送粉结构、冷却结构、气帘结构和安装孔等组成，并由异质材料一和和异质材料二构成。利用金属增材制造技术采用多种材料对激光熔覆喷嘴进行成型制造，不仅克服了传统加工方式无法加工形状复杂且具有随形冷却水路的喷嘴及单一材料增材制造的不足，而且结合了多种材料的优势，利用不同材料之间的物理、化学性质差异，提高激光熔覆喷嘴的冷却速度、耐热性、经济性及使用性能，减少喷嘴的烧损和粉末粘附。

技术领域

本发明涉及激光熔覆喷嘴及增材制造领域，尤其涉及一种异质多材料激光熔覆喷嘴及其制造方法。

背景技术

激光熔覆加工，是一种先进的金属零件表面强化、改性、修复和成型技术。

熔覆喷嘴是激光熔覆送粉系统的一个重要部件，熔覆喷嘴的寿命、冷却效果、能否持续稳定工作，对激光熔覆效果起着至关重要的作用。

在送粉式激光熔覆加工过程中会产生大量的热，激光照射熔化金属粉末时还会产生大量飞溅物。

传统单材料的熔覆喷嘴在长期时间加工中，由于喷嘴导热性差、冷却效果不佳，激光加工过程散发的热量不断累积使得熔覆喷嘴的温度过高，导致熔覆喷嘴的烧损，严重影响熔覆喷嘴的使用性能和寿命。

而且由于飞溅物的温度高、部分成为熔融状态，当飞溅物溅射到熔覆喷嘴表面时极易粘附、难以去除，特别地当金属粉末与熔覆喷嘴属于同一材质的材料时飞溅物将直接与熔覆喷嘴熔为一体，不仅无法完全去除，而且容易堵塞出粉口和气帘，轻则影响粉末的均匀性、汇聚性，重则直接报废。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种异质多材料激光熔覆喷嘴及其制造方法。

本发明是要解决现有的单材料激光熔覆喷嘴在使用时易烧损、易粘附粉末的问题，提供一种异质多材料激光熔覆喷嘴及其制造方法；本发明利用不同材料的物理、化学性质差异，提高激光熔覆喷嘴的冷却速度、耐热性及使用性能，减少激光熔覆喷嘴的烧损和粉末粘附现象。

本发明通过下述技术方案实现：

一种异质多材料激光熔覆喷嘴，包括激光通道1、分布在激光通道1周围的送粉结构2、冷却结构3和气帘结构4；

所述激光通道1为上端大、下端小且上下贯穿的圆台形空腔；

所述送粉结构2为多条通道，沿激光通道1圆周上均匀分布，相互之间呈55-60°夹角，每条通道包括：进粉口2-1、粉末管道2-2和出粉口2-3；所述进粉口2-1位于喷嘴入上方，出粉口2-3分布在激光通道1出口的周围；进粉口2-1与出粉口2-3由粉末管道2-2连通。

所述冷却结构3，为冷却水循环结构，包括：进水口3-1、进水管道3-2、冷却空间3-3和出水口3-4；

所述进水口3-1竖直通向进水管道3-2；

所述进水管道3-2的出口倾斜通向冷却空间3-3的底部；所述冷却空间3-3是由激光通道1和气帘结构4之间的空腔构成；

所述出水口3-4位于冷却空间3-3的顶部。

所述气帘结构4包括进气口4-1、进气管道4-2、气路环4-3、分气管道4-4和气帘环4-5；

所述气路环4-3、分气管道4-4和气帘环4-5依次连通的空腔，并围绕在激光通道1周围；所述气帘环4-5为上端大、下端小的环形圆台空腔；气帘环4-5的分布在冷却空间3-3的外围，气帘环4-5的出口位于激光通道1出光口的外围。

所述进气口4-1与进气管道4-2垂直衔接；所述分气管道4-4为倾斜的圆柱形空腔，呈对称分布。

所述多材料激光熔覆喷嘴还包括安装孔5；