[實用新型]提高激光熔覆效果的噴頭

有效

• 申請號: 201220429255.6
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN202786433U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 張翀昊;柳岸敏;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

本實用新型涉及一種提高激光熔覆效果的噴頭，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。

為防止金屬在高溫下氧化，在熔覆噴頭中設計保護氣體通道，在進行激光熔覆的同時噴射保護氣體，形成保護氣體場以保護金屬不被氧化。現有技術中只使用單一的一種保護氣體，雖具有一定的作用，但熔覆層表面不平滑，充滿氣孔，并由于表面張力不夠，熔覆表面有塌陷現象。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種用于提高激光熔覆效果的方法及噴頭。

為了達到以上目的，本實用新型采用的技術方案是：一種提高激光熔覆效果的噴頭，它具有開設在該噴頭中央的激光通道、開設在激光通道周圍的一端與一種保護氣體添加裝置相連接另一端貫穿噴頭底面的第一保護氣體通道、開設在第一保護氣體通道外圍的一端與粉末添加裝置相連接另一端貫穿噴頭底面的粉末通道、開設在粉末通道外圍的一端與另一種保護氣體添加裝置相連接另一端貫穿噴頭底面的第二保護氣體通道。

優選地，第一保護氣體通道的一端與氦氣添加裝置相連接，第二保護氣體通道與氮氣添加裝置相連接。

更優地，第一保護氣體通道有多個，且繞激光通道的中心軸均勻分布；第二保護氣體通道有多個，且繞激光通道的中心軸均勻分布。

本實用新型提供的另一技術方案為：一種提高激光熔覆效果的噴頭，它具有開設在該噴頭中央的激光通道、開設在噴頭上一端與一種保護氣體添加裝置相連接另一端激光通道相連通的第一保護氣體入口、開設在激光通道周圍的一端與粉末添加裝置相連接另一端貫穿噴頭底面的粉末通道、開設在粉末通道外圍的一端與另一種保護氣體添加裝置相連接另一端貫穿噴頭底面的第二保護氣體通道。

優選地，第一保護氣體入口的一端與氦氣添加裝置相連接，第二保護氣體通道與氮氣添加裝置相連接。

更優地，第一保護氣體入口與激光通道相連接處在豎直方向上距離噴頭底面大于等于5cm。

更優地，第一保護氣體入口有多個，且繞激光通道的中心軸均勻分布；第二保護氣體通道有多個，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，本實用新型提高激光熔覆效果的方法及噴頭，在噴頭內部設計了多重保護氣體通道，可在熔覆中使用多種不同成分、不同氣壓的保護氣體，提高熔覆層質量，減少裂紋、縮松、縮孔，提高熔覆層致密性。

附圖說明

附圖1為本實用新型實施例一種噴頭的結構示意圖；

附圖2為本實用新型實施例二中噴頭的結構示意圖。

其中：

1、噴頭；2、激光通道；3、粉末通道；4、第一保護氣體通道；5、第二保護氣體通道；6、激光束；7、待熔覆加工件；8、熔覆層；9、第一保護氣體入口。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型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，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

實施例一

本實施例提供了一種提高激光熔覆效果的方法，在激光熔覆時，在噴頭的一條通道通入氦氣作為保護氣體，在噴頭的另一條通道同時通入氮氣作為保護氣體，氦氣和氮氣同時從噴頭噴出。氦氣的體積占氦氣和氮氣的總體積的20%以上，氦氣的氣壓低于氮氣的氣壓。

氮氣比較便宜，但只能防止氧化，而且抗氧化功能不如氦氣。氦氣不但能抗氧化，而且惰性更強，能防止金屬粉末的其他反應，但是價格昂貴。

氦氣的保護性能比氮氣強，但是經過對比發現，在氮氣與氦氣的混合氣體中，若氦氣的體積比在20%以上，這種混合氣體的保護性能與純氦氣非常接近，經濟性很強。

氦氣的氣壓為1.5～2個大氣壓，氮氣的氣壓為3～5個大氣壓。