[發明專利]一種激光熔覆頭

有效

• 申請號: 202010619207.2
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111690929B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 張輝;肖光春;趙偉;白雪
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 濟南法友專利代理事務所(普通合伙) 37315
• 代理人: 章艷榮

本發明公開了一種激光熔覆頭，包括噴頭本體，所述噴頭本體為兩端開口的中空柱體結構，所述噴頭本體的內腔上端和下端分別為連通的柱形空腔和錐形空腔，所述噴頭本體的下端開口小于上端，所述噴頭本體的上端密封連接有聚光透鏡，噴頭本體上設置有粉料通道和保護氣體通道，所述的粉料通道包括主通道和多個進料通道，所述的噴頭本體上設置有用于切換進料通道與主通道相通的切換裝置。本發明多個進料通道能夠單獨開啟，實現多種粉料的輪替加注，從而根據熔覆需求，實現不同粒徑粉料加注的快速切換，且實現不停機的粉料加注更換，保證加工的連續性。

技術領域

本發明涉及激光熔覆技術領域，具體為一種激光熔覆頭。

背景技術

激光熔覆技術，是指利用高能激光束在基材表面熔化所添加材料，形成一層與基材呈冶金結合的高性能熔覆層。激光熔覆成套設備價格不菲，熔覆材料成本成為需重點考慮的問題，制備價廉性優熔覆層成為該項技術獲得廣泛應用的關鍵。Fe基熔覆粉末價格優勢明顯，但其耐蝕性有待提高。VC增強Fe基復合激光熔覆層具有較佳的耐磨性，但其耐蝕性相對較差。通過合金化方式可提高Fe基體腐蝕電位，但由此帶來粉末成本的增加。通過調控粉末粒徑與熔覆工藝細化熔覆層組織，可明顯提高VC/Fe熔覆層耐蝕性與強韌性。但是在進行激光熔覆時，現有的噴頭僅有一個進粉通道，即加工時僅能同時容納單種粉料加注，不利于在熔覆過程中更換粉料，即更換不同粒徑的粉料，因此需要研發一種能夠在熔覆過程中，可隨時更換加注粉料的激光熔覆頭。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供一種激光熔覆頭，使其可以在熔覆過程中更換粉料。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種激光熔覆頭，包括噴頭本體，所述噴頭本體為兩端開口的中空柱體結構，所述噴頭本體的內腔上端和下端分別為連通的柱形空腔和錐形空腔，所述噴頭本體的下端開口小于上端，所述噴頭本體的上端密封連接有聚光透鏡，噴頭本體上設置有粉料通道和保護氣體通道，所述的粉料通道包括主通道和多個進料通道，所述的噴頭本體上設置有用于切換進料通道與主通道相通的切換裝置。

為了既能使粉料分散得更均勻，又使粉料能聚集到激光照射區域，所述的多個進料通道為設置在噴頭本體的柱形內腔的側壁中多組環形的粉料加注槽，所述噴頭本體的柱形內腔的側壁上沿軸向密封滑動安裝遮擋環，所述遮擋環的圓周壁設置貫穿孔，噴頭本體的側壁內部設置活塞腔，所述活塞腔內密封滑動設置柱形活塞，所述柱形活塞通過連接桿與遮擋環固定連接，所述活塞腔的一端設置與外部氣源連通的進氣通道，所述活塞腔的另一端設置有透氣孔且與柱形活塞之間設置彈簧，所述柱形活塞的運動方向與噴頭本體的軸向一致，當遮擋環的貫穿孔與其中一組粉料加注槽連通時，其余粉料加注槽被遮擋環的外圓周壁遮擋密封，所述的主通道為噴頭本體的柱形空腔和錐形空腔，每個粉料加注槽均設置有置于噴頭本體外的進粉口，所述的保護氣體通道包括第一保護氣體通道和第二保護氣體通道，第一保護氣體通道出氣口設置在噴頭本體柱形空腔的內壁上且位于聚光透鏡與最高處的粉料加注槽之間，第二保護氣體通道的出氣口設置在噴頭本體的下端面上，第一保護氣體通道和第二保護氣體通道的進氣口均處于噴頭本體外部。

為了便于安裝聚光透鏡，所述噴頭本體上端開口處設置臺階孔，所述聚光透鏡設置在臺階孔的臺階處，所述聚光透鏡上方的噴頭本體內壁通過螺紋設置有壓環。

為了便于加工，所述粉料加注槽包括開設在噴頭本體內壁和外壁表面的環形外槽和內槽，所述外槽和內槽之間通過多組貫穿孔連通，所述外槽外部密封覆蓋設置有進粉外罩，所述進粉外罩設置有與外槽連通的進粉口。

為了便于加工，所述噴頭本體的外壁上部設置環形的第一導氣槽，所述第一導氣槽與第一保護氣體通道連通，所述第一導氣槽外部密封覆蓋有第一進氣外罩，所述第一進氣外罩設置有與第一導氣槽連通的進氣口。

為了便于加工，所述噴頭本體的外壁下側設置環形的第二導氣槽，所述第二導氣槽與第二保護氣體通道連通，所述第二導氣槽外部密封覆蓋有第二進氣外罩，所述第二進氣外罩設置有與第二導氣槽連通的進氣口。