专利名称：激光喷焊送粉装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光加工工装，具体讲是一种用于激光喷焊的送粉装置。
当前人们使用的激光焊接，激光熔覆工艺，由于激光束扫描照射在工件上的时间很短，加热面积可以调节，加热温度可以控制，工件的非加工区受到的热影响极小，所以这些工艺得到越来越广泛的应用，特别是在铸铁铸钢部件上存在的气泡或裂缝的补焊或在铸钢件表面喷焊上一层耐磨合金层，它比其它堆焊、热喷涂有更加明显的优越性。在激光喷焊或激光熔覆工艺中其送粉装置采用鼓轮式送粉器和内径为3mm的输粉铜管(见表面技术1993年第22卷第2期p53～56)，合金粉末由载粉气体(氩气)从铜管直接送到熔池，采用这种送粉装置结构比较复杂，采用从旁边送粉方式由于载粉气体的运动方向与激光束方向不一致，必须将其两者的交点调整在加工工件的表面上，当加工工件表面位置变化时必须随时调整，当在曲面或不规则表面上加工时，交点位置的调整将难于保证。
本实用新型的目的是提供一种结构简单，体积小，重量轻，造价低廉，载粉运动方向与激光光束保持一致，不需要经常调整，使用方便的送粉装置。
本实用新型是这样实现的装有金属粉末的粉斗其下底部有底孔连接送粉管，套环喷嘴套固在激光光头上，套环喷嘴上有圆台形或喇叭形的喷口，激光光束和保护气体(如氩气)均从喷口中射向加工工件。在套环喷嘴的喷口上方的侧壁上开有通孔出粉口，一个与激光光束的同步信号控制的控制阀，控制送粉通道的开通或封闭，在激光光束照射工作时，同步信号使控制阀打开送粉通道，金属粉末从出粉口掉出来，经从激光光头内部来的保护气(氩气)喷出与激光光束一起射向加工工件，进行喷焊或熔覆，当激光停止工作时，保护气体停止送出，同步信号消失，控制阀封闭送粉通道，金属粉末停止从出粉口掉出。
如上所述本实用新型结构简单，重量轻，总重量约为300g每次可装金属粉末100g。由于金属粉末随保护气体(氩气)与激光光束在同一路线上同向运动，套环喷嘴喷口的位置调整好以后就不用在调整了，而且金属粉末在离开出粉口后提前受到激光光束的加热，提高了加热效率，有利于喷焊质量或涂覆效果的提高。采用本实用新型送粉装置，在碳钢或铸铁工件上分别作激光涂覆实验，使用激光功率为500～1000w，金属粉末为Ni基自熔性合金粉末，粉末粒度为-150～+300目，得到了较均匀的涂层，涂层与基体形成了牢固的冶金结合，涂层厚为0.3～2mm。
图1为激光喷焊送粉装置结构图图2为激光喷焊送送粉装置的工作示意图图3为激光喷焊光粉装置的另一个实施例
以下结合附图详细说明实施例激光喷焊送粉装置的粉斗2的上半部为圆锥形或子弹头形腔体，上端面敞口，其上有盖子1，腔体下半部为漏斗状，其底孔4直通到粉斗2最下端出口处，粉斗2的下半部外形为圆柱形或方柱形，并有横向通孔5与底孔4相交，横向通孔5的一端为螺纹孔，螺纹孔拧入气动阀6，气动阀6的驱动杆8插入横向通孔5内，气动阀6的控制信号为保护气体24，它经过气管7送入。底孔4的上端内装有底孔塞子3，具有弹性的橡胶管9上端套接在底孔塞子3上，底孔塞子3的中心有漏粉孔，其孔径大小用以调节送粉速度，通过更换漏粉孔孔径不同的底孔塞子3，就可以使送粉速度在2.5～40g/min范围内调节，橡胶管9的下端穿过驱动杆8上的孔，套环喷嘴12经螺钉15紧固在激光光头17上，套环喷嘴12为圆环形，其侧壁上开有一个喷口14，喷口内小外大为圆台形或喇叭形，在喷口14上方开有与激光光头17平行的通孔出粉口13，通过调整套环喷嘴12的位置，使激光光束16正好从套环喷嘴12的喷口14中射出，送粉管10的上端接在粉斗2的底孔4的出口上，下端接铜管11，并插入喷口14上方的通孔出粉口13内，图2是激光喷焊送粉装置工作示意图，图中粉斗2固定在激光光头17上，并能随之转动，保护气体24(氩气)经过气管7分别送入激光光头17内作保护用，其保护气体24的压力大小信号还送给气动阀6作控制用，当进行激光喷焊时，激光器的激光光闸与保护气体24的闸门同时打开，而保护气体24稍稍早于激光光束16发出，当气动阀6没有气体压力信号时，气动阀6内部的弹簧把驱动杆8拉向右边，压迫橡胶管9，使其封闭，金属粉末被堵住下不来，当有气体压力信号时，气体压力把驱动杆8推向左边，如
图1中所示位置，橡胶管9开通，金属粉末畅通落下，金属粉末落下的速度(指送粉速度)由底孔塞子3的漏粉孔的孔径来决定。金属粉末再经送粉管10，铜管11到达出粉口13，喷口14，并随着从激光光头17内部来的保护气体24(氩气)喷向加工工件20上，激光光束16从激光器发射出来经聚焦透镜18聚焦后，又经反射镜19反射后射向加工工件20，从图2中可以看到金属粉末与激光光束16到达喷口14以后合在一起，射向工件20，激光光束16提前给金属粉末加热，提高了加热效率，有利于激光喷焊质量的提高。气动阀6的控制信号是从激光光头的保护气体分路而来，因保护气体输送与激光光闸是同步进行的，所以气动阀的动作也与激光光束相同步，不需要另加部件，使用很方便。图3为另一个简易型激光喷焊送粉装置，粉斗21的内腔与底孔4相通，粉斗21的底部接送粉管10，送粉管10采用具有弹性的橡胶管，电磁阀22固定在激光光头17上，它的电磁线圈23的两端的电压取自与光闸信号相同步的控制电压，电磁阀22的驱动杆8控制送粉管10的开通与封闭，即当光闸信号打开激光器，产生激光光束16的同时一个同步信号电压加到电磁线圈23的两端，使之通电，电磁阀22的驱动杆8动作，把送粉管10开通，金属粉末畅通落下，进行送粉，当光闸信号在关闭激光器时，激光光束16消失，同步信号电压也消失，电磁线圈23断电，电磁阀22的驱动杆8在电磁阀22内部弹簧力的作用下，把送粉管10闭合，送粉装置停止送粉。图3中其它部件的工作情况与上个实施例相同，不再重复。
权利要求1.一种激光喷焊送粉装置由粉斗[2或21]、送粉管[10]组成，送粉管[10]的上端装接在粉斗[2]的底孔[4]上，下端接到出粉口[13]，其特征在于送粉通道上有一个控制阀[6]或[22]，套固在激光光头[17]上的套环喷嘴[12]上有圆台形或喇叭形的喷口[14]，送粉管[10]的下端接铜管[11]并插入到套环喷嘴[12]的喷口[14]上方的侧壁上开有的通孔出粉口[13]。
2.根据权利要求1所述的送粉装置，其特征在于腔体下部为漏斗状的粉斗[2]，其底孔[4]直通到粉斗[2]的最下端出口处，粉斗[2]的下半部有横向通孔[5]，并与底孔[4]相交，底孔[4]内有带有漏粉孔的底孔塞子[3]，橡胶管[9]上端套接在底孔塞子[3]上，橡胶管[9]的下端穿过控制阀[6]或[22]的驱动杆[8]上的孔。
3.根据权利要求1所述的送粉装置，其特征在于套环喷嘴[12]为圆环形，其侧壁上开有喷口[14]，喷口内小外大为圆台形或喇叭形，在喷口[14]的上方开有通孔出粉口[13]。
4.根据权利要求1或2所述的送粉装置，其特征在于控制阀可采用气动控制阀[6]或电磁控制阀[22]。
专利摘要一种激光喷焊送粉装置，它由粉斗2、送粉管10、控制阀6等部件组成。当激光束照射被加工工件20的工作面时，由激光光束同步信号控制的控制阀6，自动打开送粉通道，使金属粉末与保护气体同时喷向被加工工件20，开始喷焊或熔覆工作；当激光束停止照射时，控制阀6封闭送粉通道，送粉停止。该装置采用套环喷嘴12不仅简化了装置的调整工序，还提高了喷焊质量，该装置具有体积小、重量轻、使用方便等优点。
文档编号B23K26/00GK2257230SQ9623261
公开日1997年7月2日 申请日期1996年1月30日 优先权日1996年1月30日
发明者武德勇, 纪康宁 申请人:中国工程物理研究院核物理与化学研究所