[发明专利]具有气体保护装置的激光熔覆装置

说明书

具有气体保护装置的激光熔覆装置，包括由支架、支架外罩和光学组件构成的多光束激光产生装置，多光束激光产生装置下方固连一导柱，导柱连接一支撑架，支撑架连接一熔覆喷嘴，熔覆喷嘴外套设有一导气套，熔覆喷嘴的嘴体部分与导气套的套壁之间形成第一保护气体空腔；支架内部开设有支架气道，支架气道的外端连接第一气嘴，导柱内部开设有导柱气道，支撑架上开设有支撑架气孔，熔覆喷嘴上开设有熔覆喷嘴气孔，第一气嘴、支架气道、导柱气道、支撑架气孔和熔覆喷嘴气孔依次贯通，并与第一保护气体空腔连通。本发明可以将保护气体引入到熔覆喷嘴出口以及熔覆层表面，不但防止熔覆材料离开喷嘴出口产生氧化，而且也防止熔覆层产生氧化。

技术领域

本发明属于激光熔覆技术领域，具体而言涉及一种激光熔覆装置。

背景技术

激光熔覆（亦称激光熔敷或激光包覆），是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层。

激光熔覆特点：熔覆层稀释度低但结合力强，与基体呈冶金结合，可显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性，从而达到表面改性或修复的目的，满足材料表面特定性能要求的同时可节约大量的材料成本。与堆焊、热喷涂、电镀等传统表面处理技术相比，它具有诸多优点，如适用的材料体系广泛、熔覆层稀释率可控、熔覆层与基体为冶金结合、基体热变形小、工艺易于实现自动化等。

从当前激光熔覆的应用情况来看，其主要应用于三个方面：1、对材料的表面改性，如燃汽轮机叶片，轧辊，齿轮等。2、对产品的表面修复，如转子，模具等。3、激光增材制造，通过同步送粉或送丝的方式，进行逐层的激光熔覆，进而获得具有三维结构的零部件。自20世纪80年代以来，激光熔覆技术得到了国内外的广泛重视，并已在诸多工业领域获得应用

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。所涉及的熔覆材料主要有钛合金、铜合金、颗粒型金属基复合材料等等。为了防止合金材料激光熔覆时发生氧化（钛合金熔覆材料温度在400度就开始熔化），导致力学性能下降，需要在熔覆过程中提供惰性气体加以保护。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供具有气体保护装置的激光熔覆装置，该激光熔覆装置可以将保护气体直接引入熔覆层表面，防止熔覆层以及热影响区产生氧化，影响性能，同时，可以防止熔覆材料离开喷嘴出口时产生的氧化问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

具有气体保护装置的激光熔覆装置，包括由支架、支架外罩和光学组件构成的多光束激光产生装置，所述多光束激光产生装置下方固连一导柱，所述导柱连接一支撑架，所述支撑架连接一熔覆喷嘴，所述熔覆喷嘴外套设有一导气套，所述熔覆喷嘴的嘴体部分与导气套的套壁之间形成第一保护气体空腔，所述熔覆喷嘴的嘴体端部位于所述导气套内，所述嘴体端部与所述导气套的套体端部之间留有间距，该间距可以部分包络熔覆喷嘴中伸出的熔覆材料；所述支架内部开设有支架气道，所述支架气道的外端连接第一气嘴，所述导柱内部开设有导柱气道，所述支撑架上开设有支撑架气孔，所述熔覆喷嘴上开设有熔覆喷嘴气孔，所述第一气嘴、所述支架气道、所述导柱气道、所述支撑架气孔和熔覆喷嘴气孔依次贯通，并与所述第一保护气体空腔连通，形成第一保护气体通道。

进一步的，所述导柱上开设有导柱熔覆材料通道，所述导柱熔覆材料通道的出口位于所述导柱的中轴线上，所述支撑架上开设有支撑架熔覆材料通道，所述支撑架熔覆材料通道位于所述支撑架的中心位置，所述熔覆喷嘴上开设有熔覆喷嘴熔覆材料通道，所述熔覆喷嘴熔覆材料通道处于所述熔覆喷嘴的中轴线上，所述导气套的端部开设有导气套熔覆材料通孔；所述导柱熔覆材料通道、所述支撑架熔覆材料通道、熔覆喷嘴熔覆材料通道和所述导气套熔覆材料通孔依次贯通。

进一步的，所述支架外罩上开设有熔覆材料导入孔，所述支架上开设有熔覆材料通孔，所述熔覆材料导入孔、熔覆材料通孔和所述导柱熔覆材料通道依次贯通。