[發(fā)明專利]一種激光熔覆用送粉噴頭及送粉量控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711458976.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108193204B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 虞鋼;陳茹;張越;鄭彩云;何秀麗;李少霞;寧偉健
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明提供一種激光熔覆用送粉噴頭及送粉量控制方法，一樣那我送粉噴頭包括：主體，設置有供金屬粉末流動的噴腔，進粉管，連接在所述主體的上端，將金屬粉末送入所述噴腔；分流柱，設置在所述噴腔內(nèi)靠近所述進粉管的一端，且軸向與所述進粉管的軸向垂直；噴嘴，有多個且并排安裝在所述主體下端的安裝槽中，用于分別排出所述噴腔內(nèi)的金屬粉末。發(fā)明由進料管吹入噴腔內(nèi)的金屬粉末，在分流柱的圓柱繞流作用下，會在噴腔內(nèi)形成相應的粉末流場分布，使各噴嘴噴出不同的金屬粉末濃度，從而為激光熔覆提供不同的送粉效果。本發(fā)明的控制方法可以通過調整分流柱的位置和直徑的方式，改變噴腔內(nèi)的粉末流場，從而使噴嘴滿足不同的送粉要求。

技術領域

本發(fā)明涉及激光熔覆領域，特別是涉及一種能夠控制各出粉噴嘴出粉量的控制方法，以及應用于該控制方法的送粉噴嘴。

背景技術

激光熔覆技術是把激光加工與數(shù)控技術相結合，通過在金屬基體表面預置粉末或同步送粉的方法,利用激光的高能量把金屬粉末熔化,與基體形成良好的冶金結合，從而達到改善產(chǎn)品性能的特種加工方法。激光熔覆件表面硬度較高，具有良好的耐磨、耐蝕性能。利用激光熔覆表面強化技術可以把高性能的合金材料熔覆到價格低廉的金屬件上，可以改善制品的工作性能,。此外，由于激光熔覆的熱影響區(qū)極小，零部件基本不變形，特別適合于高精度零部件的磨損后修復。

現(xiàn)有的寬帶送粉噴嘴多采用矩形出口或特定形狀的單一出口，這樣的噴嘴出口容易導致粉末流在噴嘴厚度方向上形成大的發(fā)散角，而且不易控制噴嘴各處的出粉量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠控制各出粉噴嘴出粉量的控制方法，以及應用于該控制方法的送粉噴嘴。

特別地，本發(fā)明提供一種激光熔覆用送粉噴頭，包括：

主體，設置有供金屬粉末流動的噴腔；

進粉管，連接在所述主體的上端，將金屬粉末送入所述噴腔；

分流柱，設置在所述噴腔內(nèi)靠近所述進粉管的一端，且軸向與所述進粉管的軸向垂直；

噴嘴，有多個且并排安裝在所述主體下端的安裝槽中，用于分別排出所述噴腔內(nèi)的金屬粉末。

在本發(fā)明的一個實施方式中，所述噴腔為立體梯形，其正面為矩形，側面為頂部寬度大于底部寬度的等腰梯形。

在本發(fā)明的一個實施方式中，所述噴腔的正面寬度與并排后所述噴嘴的寬度相同。

在本發(fā)明的一個實施方式中，所述噴腔的側面的頂部寬度與所述進粉管的直徑相同，側面的底部寬度與所述噴嘴的直徑相同。

在本發(fā)明的一個實施方式中，所述主體由具備對稱結構的左右兩部分扣合形成；所述進粉管連接有與所述主體的形狀相同的封閉蓋，所述封閉蓋固定在所述主體的上端并封閉所述噴腔的上開口；在所述主體寬度方向的兩端分別設置有將所述主體和所述封閉蓋套在內(nèi)的限位套。

在本發(fā)明的一個實施方式中，提供一種前述送粉噴頭的出粉量控制方法，包括如下步驟：

步驟100、獲取當前送粉噴頭上各部件的參數(shù)信息；

步驟200、利用CFD先模擬一個或多個分流柱在某個高度時，不同直徑下腔體內(nèi)的粉末流場分布狀態(tài)，然后改變分流柱的高度，繼續(xù)模擬不同直徑下腔體內(nèi)的粉末流場分布狀態(tài)；

步驟300、根據(jù)模擬結果，即可得到出粉噴頭在不同結構時噴嘴的出粉量狀況，從而能夠制定出符合任意送粉要求的送粉噴頭結構。

在本發(fā)明的一個實施方式中，所述步驟200中，采用如下的公式進行計算，