[发明专利]一种可更换粉料的激光熔覆头

说明书

本发明公开了一种可更换粉料的激光熔覆头，包括喷头本体，所述喷头本体为两端开口的中空柱体结构，所述喷头本体的内腔上端和下端分别为连通的柱形空腔和锥形空腔，所述喷头本体的下端开口小于上端，所述喷头本体的上端密封连接有聚光透镜，喷头本体上设置有粉料通道和保护气体通道，所述的粉料通道包括主通道和多个进料通道，所述的喷头本体上设置有用于切换进料通道与主通道相通的切换装置。本发明多个进料通道能够单独开启，实现多种粉料的轮替加注，从而根据熔覆需求，实现不同粒径粉料加注的快速切换，且实现不停机的粉料加注更换，保证加工的连续性。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，具体为一种激光熔覆头。

背景技术

激光熔覆技术，是指利用高能激光束在基材表面熔化所添加材料，形成一层与基材呈冶金结合的高性能熔覆层。激光熔覆成套设备价格不菲，熔覆材料成本成为需重点考虑的问题，制备价廉性优熔覆层成为该项技术获得广泛应用的关键。Fe基熔覆粉末价格优势明显，但其耐蚀性有待提高。VC增强Fe基复合激光熔覆层具有较佳的耐磨性，但其耐蚀性相对较差。通过合金化方式可提高Fe基体腐蚀电位，但由此带来粉末成本的增加。通过调控粉末粒径与熔覆工艺细化熔覆层组织，可明显提高VC/Fe熔覆层耐蚀性与强韧性。但是在进行激光熔覆时，现有的喷头仅有一个进粉通道，即加工时仅能同时容纳单种粉料加注，不利于在熔覆过程中更换粉料，即更换不同粒径的粉料，因此需要研发一种能够在熔覆过程中，可随时更换加注粉料的激光熔覆头。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种激光熔覆头，使其可以在熔覆过程中更换粉料。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光熔覆头，包括喷头本体，所述喷头本体为两端开口的中空柱体结构，所述喷头本体的内腔上端和下端分别为连通的柱形空腔和锥形空腔，所述喷头本体的下端开口小于上端，所述喷头本体的上端密封连接有聚光透镜，喷头本体上设置有粉料通道和保护气体通道，所述的粉料通道包括主通道和多个进料通道，所述的喷头本体上设置有用于切换进料通道与主通道相通的切换装置。

为了既能使粉料分散得更均匀，又使粉料能聚集到激光照射区域，所述的多个进料通道为设置在喷头本体的柱形内腔的侧壁中多组环形的粉料加注槽，所述喷头本体的柱形内腔的侧壁上沿轴向密封滑动安装遮挡环，所述遮挡环的圆周壁设置贯穿孔，喷头本体的侧壁内部设置活塞腔，所述活塞腔内密封滑动设置柱形活塞，所述柱形活塞通过连接杆与遮挡环固定连接，所述活塞腔的一端设置与外部气源连通的进气通道，所述活塞腔的另一端设置有透气孔且与柱形活塞之间设置弹簧，所述柱形活塞的运动方向与喷头本体的轴向一致，当遮挡环的贯穿孔与其中一组粉料加注槽连通时，其余粉料加注槽被遮挡环的外圆周壁遮挡密封，所述的主通道为喷头本体的柱形空腔和锥形空腔，每个粉料加注槽均设置有置于喷头本体外的进粉口，所述的保护气体通道包括第一保护气体通道和第二保护气体通道，第一保护气体通道出气口设置在喷头本体柱形空腔的内壁上且位于聚光透镜与最高处的粉料加注槽之间，第二保护气体通道的出气口设置在喷头本体的下端面上，第一保护气体通道和第二保护气体通道的进气口均处于喷头本体外部。

为了便于安装聚光透镜，所述喷头本体上端开口处设置台阶孔，所述聚光透镜设置在台阶孔的台阶处，所述聚光透镜上方的喷头本体内壁通过螺纹设置有压环。

为了便于加工，所述粉料加注槽包括开设在喷头本体内壁和外壁表面的环形外槽和内槽，所述外槽和内槽之间通过多组贯穿孔连通，所述外槽外部密封覆盖设置有进粉外罩，所述进粉外罩设置有与外槽连通的进粉口。

为了便于加工，所述喷头本体的外壁上部设置环形的第一导气槽，所述第一导气槽与第一保护气体通道连通，所述第一导气槽外部密封覆盖有第一进气外罩，所述第一进气外罩设置有与第一导气槽连通的进气口。

为了便于加工，所述喷头本体的外壁下侧设置环形的第二导气槽，所述第二导气槽与第二保护气体通道连通，所述第二导气槽外部密封覆盖有第二进气外罩，所述第二进气外罩设置有与第二导气槽连通的进气口。