[實(shí)用新型]一種激光同軸送粉裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020022783.0
• 申請日: 2010-01-09
• 公開（公告）號: CN201574193U
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石世宏;劉雙;劉秀波;郭開波
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種激光加工裝置，具體涉及一種激光同軸送粉裝置。

背景技術(shù)

在高能束激光熔覆制造技術(shù)中，有一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，即將激光和被熔材料同步傳輸至加工成形位置，并使金屬材料連續(xù)、準(zhǔn)確、均勻地投入到加工面上按預(yù)定軌跡作掃描運(yùn)動(dòng)的聚焦光斑內(nèi)，實(shí)現(xiàn)光料精確耦合。材料在聚焦光斑內(nèi)進(jìn)行光能與熱能的轉(zhuǎn)換，瞬間熔化并形成小熔池，連續(xù)移動(dòng)的小熔池不斷完成熔池內(nèi)材料的快速熔化和凝固過程，從而形成連續(xù)的熔道。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中最為成熟的就是同步送粉激光熔覆技術(shù)，其基本結(jié)構(gòu)均采用在筒體上圍繞中心光路呈傾斜布置環(huán)形通道或3～8路傾斜送粉噴頭環(huán)繞光路中心同軸均勻布置的結(jié)構(gòu)方案。粉末由傾斜送粉噴嘴噴出，受到慣性力、氣載壓力、重力、保護(hù)氣和氣壓等的作用，這些力的作用方向不完全一致，造成粉粒波動(dòng)，跌落區(qū)域變化大，粉束界面密度分布不均勻；多粉道傾斜送粉，其各自體位、均勻粉量誤差、噴射力度的均勻、對稱性等不盡一致，使匯聚精度很難穩(wěn)定；在粉末呈拋物線狀射入光束時(shí)，對光束產(chǎn)生吸收和漫反射，大大削弱了照射到加工表面上的光斑強(qiáng)度，且因?yàn)榉勰┥⒙涠却螅由蠠龘p，其粉末利用率低，環(huán)境污染大。

在中國專利200610116413.1中公開了一種激光加工成形制造光內(nèi)送粉工藝與光內(nèi)送粉噴頭，通過圓錐反射鏡以及圓環(huán)形聚焦反射鏡擴(kuò)束變換，獲得圓環(huán)錐形聚焦光束，使投射至加工表面的聚焦光束中產(chǎn)生一較大的中空無光區(qū)，單根送粉管由光束外伸入此圓環(huán)錐形無光區(qū)中并與光束同軸，粉末通過粉管垂直送入加工表面上的聚焦光斑中，實(shí)現(xiàn)“光內(nèi)同軸送粉”。該發(fā)明光路變換后為同軸光路，聚焦性能好，光粉耦合精度高，反射鏡面無缺口，光能損失小，粉束截面上粉粒密度分布均勻，粉末利用率高，圓環(huán)錐形聚焦光束中空體積大，便于安裝送粉管和更換不同規(guī)格噴嘴。

然而，由于裝置的制造和安裝誤差無法避免，上述裝置中，噴頭和鏡組加工精度和安裝精度誤差影響了聚焦光束和粉末噴嘴的軸線精度，造成光束和粉嘴軸線的偏離，參加圖1，使得粉末位于光束一側(cè)，這樣粉束在下落的過程中受熱不均勻，部分粉末與光束接觸，發(fā)生遮光和燒損現(xiàn)象，影響了工件表面受熱情況，最終造成熔池能量分布不均勻，從而影響了熔覆層的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提供一種激光同軸送粉裝置，通過對結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，解決了激光送粉裝置制造和安裝誤差，實(shí)現(xiàn)了光粉精確耦合，粉末利用率高，提高了加工質(zhì)量。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種激光同軸送粉裝置，包括一送粉裝置筒體，所述筒體內(nèi)設(shè)有圓錐反射鏡及圓環(huán)形聚焦反射鏡，所述圓錐反射鏡底部設(shè)有定位盤，所述定位盤底部連接有上卡扣，所述上卡扣上開設(shè)有倒L型通孔，其水平段貫穿上卡扣從上卡扣一側(cè)進(jìn)入，其豎直段設(shè)置于上卡扣中間，所述上卡扣底部經(jīng)卡合結(jié)構(gòu)與下卡扣連接，所述下卡扣沿圓周方向向內(nèi)凸出設(shè)有至少三個(gè)扣瓣，所述下卡扣下部設(shè)有送粉管，所述送粉管上端開口與所述上卡扣的通孔配合，所述下卡扣上設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

上述技術(shù)方案中，所述激光送粉裝置為現(xiàn)有技術(shù)，包括一個(gè)筒體，筒體的上方和下方分別開設(shè)有入光口及出光口，筒體內(nèi)部中心經(jīng)定位盤安裝有圓錐反射鏡，其鏡面朝向入光口，筒體的內(nèi)壁上固定有圓環(huán)形聚焦反射鏡，其鏡面與圓錐反射鏡鏡面相對。在定位盤的下方安裝一個(gè)上卡扣，其上開設(shè)有倒L型通孔，使得從筒體外放入的粉管可以沿通孔伸入到筒體內(nèi)部，上卡扣底部經(jīng)一個(gè)卡合結(jié)構(gòu)與下卡扣連接，下卡扣下部設(shè)有送粉管，該管的上端開口與上卡扣的通孔配合，使得從筒體外伸入的粉管沿通孔可以伸入到送粉管中，在下卡扣上還設(shè)有調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)微調(diào)下卡扣位置，可以實(shí)現(xiàn)光粉同軸。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述扣瓣底部開設(shè)有卡槽，與所述卡槽配合在所述上卡扣底部沿通孔圓周方向開設(shè)有卡扣，所述卡扣與扣槽卡合固定構(gòu)成所述的卡合結(jié)構(gòu)。上、下卡扣安裝時(shí)，由于下卡扣上沿圓周方向至少設(shè)有三個(gè)扣瓣，相鄰扣瓣之間存在空隙，先將上卡扣下部的卡扣放置于相鄰扣瓣的空隙中，再旋轉(zhuǎn)上卡扣使得其下部的卡扣卡進(jìn)扣瓣底部的卡槽中，完成上卡扣與下卡扣間的卡合固定。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述扣瓣上水平方向貫穿開設(shè)有螺孔，與所述螺孔配合設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘，兩者配合構(gòu)成所述的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。扣瓣上分別開設(shè)有螺孔，螺孔內(nèi)配合設(shè)有調(diào)節(jié)螺釘，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘與上卡扣內(nèi)側(cè)作用，實(shí)現(xiàn)水平方向微調(diào)下卡扣位置的目的。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述上卡扣上開設(shè)有螺紋孔，與所述螺紋孔配合設(shè)有螺栓。上卡扣上開設(shè)有螺紋孔，經(jīng)螺栓配合使得上卡扣固定連接于定位盤底部。