[發明專利]一種精密同軸送粉式激光熔覆噴嘴

在審

• 申請號: 201811384850.0
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109234730A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 李俐群;黃怡晨;陶汪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種精密同軸送粉式激光熔覆噴嘴，涉及一種送粉式激光熔覆噴嘴。本發明是要解決現有的精密激光熔覆噴嘴粉末的利用率低的技術問題。本發明的精密同軸送粉式激光熔覆噴嘴是由內環噴嘴、外環噴嘴和連接件組成；內環噴嘴設置在外環噴嘴的內部，內環噴嘴的9個凸塊的側壁與外環噴嘴的下部的內壁緊密貼合，連接件設置在內環噴嘴和外環噴嘴的正上方。本發明的內環噴嘴的9?棱柱可以將入射到外環噴嘴中的粉末打散變成均勻分布的粉末，粉末落入到內環噴嘴的分散粉末結構的上端面上順著斜面向外沿傾斜，然后通過槽道向下落，粉末通過間隙最終形成小于0.5mm的均勻匯聚粉斑。本發明的噴嘴配合合適的工藝，粉末利用率達到80％以上。

技術領域

本發明涉及一種送粉式激光熔覆噴嘴。

背景技術

在送粉式激光熔覆技術中，粉末利用率是影響熔覆成本和效率的一個關鍵因素。現有的激光熔覆噴嘴匯聚粉斑大小通常為3mm～5mm，常規熔覆的熔覆道寬度約為2mm～4mm，與粉斑大小相似，因此可以保證較高的粉末利用率。但對于精密的激光熔覆及修復類部件，例如航空葉片的葉尖修復，航空發動機機匣受損部位修復等，為了控制變形及熔覆尺寸要求，需要采用較低的熱輸入及較窄的熔覆寬度。精密熔覆的熔覆道寬度通常在1mm以下，采用現有的激光熔覆噴嘴時粉末的利用率不足20％，造成大量的材料浪費。因此需要針對精密熔覆的特點，發明一種可以在小功率窄熔覆道情況下保證高粉末利用率的精密送粉噴嘴。

發明內容

本發明是要解決現有的精密激光熔覆噴嘴粉末的利用率低的技術問題，而提供一種精密同軸送粉式激光熔覆噴嘴。

本發明的精密同軸送粉式激光熔覆噴嘴是由內環噴嘴1、外環噴嘴2和連接件3組成；

所述的內環噴嘴1的內部為從上至下貫穿的圓臺形空腔1-1，所述的圓臺形空腔1-1的上端為粗口端，下端為細口端；所述的內環噴嘴1的外部從上至下依次為圓柱體螺紋管1-7、9-棱柱1-6、圓柱體墊片1-3、分散粉末結構1-2和光滑圓臺1-4組成；所述的內環噴嘴1為一體結構；所述的圓柱體螺紋管1-7、9-棱柱1-6、圓柱體墊片1-3、分散粉末結構1-2和光滑圓臺1-4的軸線重合；所述的9-棱柱1-6為正棱柱；所述的圓柱體螺紋管1-7的截面半徑小于9-棱柱1-6的截面半徑，且圓柱體螺紋管1-7的外壁設置外螺紋；所述的圓柱體墊片1-3的截面半徑等于9-棱柱1-6的截面半徑；所述的分散粉末結構1-2的上端面1-2-3為傾斜面，從中心到外沿連續向下傾斜；所述的分散粉末結構1-2的側壁是由9個槽道1-2-2和9個凸塊1-2-1組成，每個槽道1-2-2和每個凸塊1-2-1交錯布置，所述的9個凸塊1-2-1的側壁為圓臺形狀的側壁，且上端為粗口端，下端為細口端；所述的槽道1-2-2是由凸塊1-2-1的側壁所在的曲面向內凹形成的豎直凹槽，且槽道1-2-2為上寬下窄的結構；所述的光滑圓臺1-4的上端為粗口端，下端為細口端，且光滑圓臺1-4的上端直徑小于分散粉末結構1-2的下端直徑；所述的光滑圓臺1-4的外壁的弧度與凸塊1-2-1的外壁弧度相同；所述的9-棱柱1-6的9個側棱分別正對著下方的九個槽道1-2-2的中軸線；

所述的外環噴嘴2是由3個送粉管2-1、上部2-3和下部2-4組成；所述的上部2-3為空心圓柱體且空腔為圓柱形，上部2-3的外壁上部設置外螺紋，所述的上部2-3的側壁同一水平線上均勻布置3個通孔2-2，3個送粉管2-1分別與3個通孔2-2連通，且3個送粉管2-1設置在上部2-3的外部；所述的下部2-4為空心圓臺結構，且上端為粗口端，下端為細口端，粗口端的外徑等于上部2-3的外徑，且上部2-3和下部2-4的軸線重合；所述的外環噴嘴2為一體結構；所述的下部2-4的空腔為圓臺形，且上端為粗口端，下端為細口端，所述的下部2-4的內壁的弧度與內環噴嘴1的凸塊1-2-1的外壁弧度相同；