[實用新型]激光表面改性加工同軸氣體保護送粉裝置

無效

• 申請號: 200720084054.6
• 申請日: 2007-04-05
• 公開（公告）號: CN201037151Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 潘鄰;梁城;高萬振;陶錫麒;夏春懷
• 申請（專利權）人: 武漢材料保護研究所
• 主分類號: C23C24/08
• 分類號: C23C24/08;B23K26/34
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 何英君

技術領域

本實用新型激光表面改性加工同軸氣體保護送粉裝置，屬激光表面改性加工設備領域。

背景技術

在如激光熔覆、激光表面合金化等激光表面改性加工過程中，從激光器輸出的激光束通過外光路系統變向、聚焦到達被處理的工件表面，與此同時，激光表面改性加工所需的不同合金粉末在激光束與被處理的工件表面相對運動過程中將被適量地同步送入激光束幅照區域，完成激光表面改性加工。不同類型的基體材料及合金粉末材料，暴露于空氣中加工，將會出現不同程度的氧化，或是其他有害元素進入加工區域，從而影響激光表面改性加工層的性能，特別是對輕合金表面激光處理的影響更為明顯。因此，對激光表面改性加工區域進行氣體保護，是進行激光表面改性加工的必備條件之一。

目前大部分激光表面改性處理過程中并沒有適當的氣體保護裝置，現有應用的氣體保護機構主要針對透射式聚焦的激光束，但由于透射式聚焦的激光束的光筒上部為密封式結構，所以該氣體保護機構相對簡單，應用有局限。但當前大多數工業應用采用是反射聚焦的激光束，即通過反射和聚焦兩塊金屬鏡實現光束的集聚，其光筒的上部不密封，采用這種激光束進行表面改性加工，要確保表面改性加工的質量，則必須解決激光表面改性加工過程中的氣體保護問題。因此，解決加工裝置在激光表面改性加工過程中能夠形成完整閉合的氣體保護區這一關鍵問題，成為業內關注的焦點之一。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種激光表面改性加工同軸氣體保護送粉裝置，使本裝置產生的保護氣體氣簾與激光束同軸，從而阻隔被加工區域與大氣的接觸，以穩定確保激光表面改性加工層的質量；同時，能實現送粉目標位置精確可調。

本實用新型目的是通過如下技術方案實現的：

本裝置包括裝置主體，外套，連接套筒，粉末加保護氣供給機構，冷卻水系統，保護氣體供給系統，該裝置主體2為上下貫通的空腔結構，主體2上部的多個保護氣體入口A，穿透主體2體壁在空腔內壁形成向上傾斜的小出氣孔2-1，構成本裝置上部保護氣體通路，保護氣體從小出氣孔2-1通入主體2的內腔中，在內腔上部形成氣簾，在主體2近底部有一道與外套3內壁貼合的半環形凸臺2-2，外套3能以半環形凸臺2-2為支撐，小范圍地繞中心軸轉動，在外套3下部設有保護氣體入口B，與外套3底部的儲氣倉6及有小出氣孔8的環形氣體導流槽7連通，構成下部保護氣體通路，在激光加工區外圍形成一個與送粉裝置同軸的環形氣簾，裝置主體2裝在外套3內，通過均勻分布的調節螺栓4，將主體2和外套3連接固定，在調節螺栓4和半環形凸臺2-2之間，填充柔性密封膠密封層5。連接套筒1與激光聚焦系統輸出口用螺紋連接，通過螺紋可調節該裝置與聚焦鏡的相對位置，共同構成激光表面改性加工外光路系統。

本實用新型創新設計不僅以簡單結構在裝置內形成了有效的保護氣體氣簾，通過主體外表面的半環形凸臺設計，實現送粉目標位置可調，而且操作方便，本裝置可廣泛用于在透射式聚焦或反射式聚焦的高功率氣體激光器上進行多種激光表面改性加工。

附圖說明

圖1本實用新型裝置結構示意圖

圖2本實用新型裝置下部保護氣體通路示意圖

具體實施方式

現結合附圖進一步說明本實用新型是如何實施的：

本裝置有冷卻水系統2-C、3-C，A路保護氣體供給系統及其入口A、B路保護氣體供給系統及其入口B，粉末加保護氣供料機構S及通道。

按本裝置結構，將主體2裝入外套3以后，使主體2的半環形凸臺2-2與外套3內壁良好貼合，再在主體2與外套3的間隙中填充柔性密封膠5進行密封，至此即連接為一體裝置，可供加工現場使用。使用時，首先將連接套筒1與激光聚焦系統輸出口螺紋裝接，共同構成激光表面改性加工外光路系統，并將本裝置下端與待激光表面改性加工的工件W的表面相對應。然后進行送粉位置調節：將外罩3以半環形凸臺2-2為支撐，小范圍地繞中心軸轉動，通過外套3繞中心軸的轉動，可以使從同軸氣體保護供料機構送粉9送出的粉末的角度θ發生小范圍的變化，起到調節送粉位置的作用，確保粉末加保護氣供料機構S送出的合金粉末落在被加工工件設定的加工區。當送粉位置調定后，再用調節螺栓4固定連接主體2與外套3。即供使用。

使用本加工裝置時，根據具體加工需求，通過試驗確定各路系統壓力和流量，通過調節連接套筒1的螺紋，可調節該裝置與聚焦鏡的相對位置，改變激光束通過同軸氣體保護送粉裝置后的光斑尺寸。