[發明專利]用于激光熔覆的內冷噴頭

無效

• 申請號: 201210293388.X
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102828179A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 柳岸敏;張翀昊;黃佳欣;黃和芳;張祖洪
• 申請（專利權）人: 張家港市和昊激光科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;李艷

技術領域

本發明涉及一種用于激光熔覆的內冷噴頭，屬于激光熔覆領域。

背景技術

激光熔覆即高能激光表面熔覆，其物理過程為，在高能激光光束的照射下，基材表面被迅速融化，液態的金屬形成一個小規模的熔池，在這個熔池中，原本的金屬材料與被添加的粉末相互混合，形成一層新的液態金屬層，待激光光束經過以后，熔池的溫度降低，液態金屬迅速冷卻，在金屬表面形成一層新的固態熔覆層。激光熔覆可極大的改變該關鍵部位的金屬性能，如硬度、耐磨性、耐熱性、抗腐蝕性等。同軸送粉方法興起于本世紀初，近年來獲得了較大發展，逐步取代了原有的送粉法。如附圖1所示，該方法將激光束出口與粉末噴射口一體化設計，在同一個元器件（激光/粉末噴頭）內，使激光束6與添加粉末同時、同軸向噴射。該方法效率高，熔覆均勻，激光系統與送粉系統協調性強，能夠適應各種復雜表面。然而由于激光溫度很高，在激光熔覆過程中，如果噴頭溫度過高，會造成粉末提前液化，附著在噴頭底端，將堵塞噴嘴，損壞噴頭而發生危險，甚至有發生爆炸的可能。因此，在噴粉同軸化的基礎上，及冷卻等功能一體化的同軸噴頭成為新的發展方向。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種用于激光熔覆的及冷卻功能一體化的同軸噴頭。

為了達到以上目的，本發明采用的技術方案是：一種用于激光熔覆的內冷噴頭，它具有開設在該噴頭的中央的激光通道、開設在激光通道周圍的粉末通道、開設在噴頭上的通入高壓空氣或液體的環形冷卻通道，該環形冷卻通道的中心軸與激光通道的中心軸相重合。

進一步地，環形冷卻通道設置在噴頭的下部。

更進一步地，環形冷卻通道有多個。

進一步地，該用于激光熔覆的內冷噴頭還具有開設在粉末通道外圍的保護氣體通道，保護氣體通道有多個，且繞激光通道的中心軸均勻分布。

更進一步地，粉末通道有多個，且繞激光通道的中心軸均勻分布。

本發明所提供的另一技術方案為：一種用于激光熔覆的內冷噴頭，它具有開設在該噴頭的中央的激光通道、開設在激光通道周圍的粉末通道、開設在噴頭上的通入高壓空氣或液體的螺旋形冷卻通道，該螺旋形冷卻通道的中心軸與激光通道的中心軸相重合。

進一步地，螺旋形冷卻通道的經過噴頭的下部。

進一步地，該用于激光熔覆的內冷噴頭還具有開設在粉末通道外圍的保護氣體通道，保護氣體通道有多個，且繞激光通道的中心軸均勻分布。

更進一步地，粉末通道有多個，且繞激光通道的中心軸均勻分布。

由于采用了上述技術方案，本發明用于激光熔覆的內冷噴頭，將同軸噴粉、同軸保護氣體、同軸冷卻三項同軸方案設計在一個激光噴頭中，不僅熔覆效果好、效率高，而且更加安全可靠。

附圖說明

附圖1為現有技術中的噴頭的剖面結構示意圖；

附圖2為實施例一中的用于激光熔覆的內冷噴頭的剖面結構示意圖；

附圖3為實施例一中的用于激光熔覆的內冷噴頭的A-A剖面結構示意圖；

附圖4為實施例二中的用于激光熔覆的內冷噴頭的剖面結構示意圖；

附圖5為實施例三中的用于激光熔覆的內冷噴頭的剖面結構示意圖。

圖中標號為：

1、噴頭；2、激光通道；3、粉末通道；4、保護氣體通道；5、環形冷卻通道；6、激光束；7、被加工件基材；8、被加工件熔覆層；9、保護鏡片、10；聚焦鏡片。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

實施例一

從附圖2和附圖3所示的結構示意圖可以看出，本發明提供了用于激光熔覆的內冷噴頭，它具有開設在該噴頭1的中央的激光通道2、開設在激光通道2周圍的粉末通道3、開設在粉末通道3外圍的保護氣體通道4、開設在噴頭1上的通入高壓空氣或液體的環形冷卻通道5。激光束6射入激光通道2并通過聚焦鏡片10、保護鏡片9。