激光熔覆送粉机构的制作方法

本实用新型涉及冲压模具修复技术领域，特别涉及一种激光熔覆送粉机构。

背景技术：

目前激光熔覆技术中，成形所采用送粉方式分为单粉管光外侧向送粉、多粉管光外侧向同轴送粉、以及光内同轴送粉。其中，单粉管光外侧向送粉结构为送粉头光路中置、一侧配有一根送粉管，工作时送粉管在载气作用下喷出熔覆粉末，并在激光照射后将粉末熔化，从而使粉末与基体形成冶金结合，此种结构一般送粉头本身在工作时不产生位移、或是产生一个沿送粉管出粉方向的位移。多粉管光外侧向同轴送粉结构与单粉管结构类似，主要差别为粉管的个数增加，常见一般为三个或是四个粉管以光路为中心并沿送粉头外周均布。光内同轴送粉结构则与前两种结构差异较大，即粉路在熔覆头中心处。而光路通过三角镜和环形镜的折射、在外侧呈环形分布。

单粉管光外侧向送粉由于结构限制(只有一根送粉管)熔覆头只能沿送粉管的方向移动，无法胜任曲率复杂需要在工作中随时改变位移方向的冲压模具修复；多粉管光外侧向同轴送粉结构(三根或四根送粉管)解决了在复杂曲率型面上熔覆的问题，但多粉束汇聚精度低，金属粉末利用率一般只有40％～50％，导致粉末浪费严重、修复成本上升，光内同轴送粉虽解决粉末利用率的问题，但由于粉管中置、粉管直径较小，形成的粉斑较小(1mm左右)。而在进行冲压模具型面修复时普遍整改面积较大，此种状态下需要多道多层熔覆，若采用光内同轴送粉熔覆的方式，其步距最大也只能到0.8mm，从而导致整体熔覆效率低下，尤其在冲压模具型面领域，导致激光熔覆技术无法大范围使用，因此，急需研发一种具有粉末利用率高和熔覆效率高的激光熔覆送粉机构。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种激光熔覆送粉机构，以能够解决现有技术中的至少一点不足，而具有较好的使用效果。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种激光熔覆送粉机构，设于激光熔覆设备的能量输出端，所述激光熔覆送粉机构包括内部形成有激光通道的结构主体，并于所述结构主体内构造有以输送粉末的送粉通道，于所述送粉通道上形成有混料腔，所述混料腔的一端与所述送粉通道的进粉口连通，另一端设有沿所述激光通道周向布置的多个分流通道，且各所述分流通道与所述送粉通道的出粉口相连，所述粉末由所述进粉口输送至所述混料腔，并经各所述分流通道的分流而于所述出粉口汇集成环形流出。

进一步的，于所述结构主体内构造有供冷却液流通的冷却通道，以及向所述激光通道通入保护气的气路。

进一步的，所述结构主体包括送粉头主体，以及连接于所述送粉头主体上的内锥体，所述内锥体与所述送粉头主体之间围构形成有容纳腔，所述容纳腔构成所述混料腔，且所述进粉口设于所述送粉头主体上。

进一步的，所述进粉口沿所述送粉头主体的周向均布设有多个，且各所述进粉口均与所述容纳腔连通。

进一步的，所述分流通道包括构造于所述送粉头主体上的若干出粉通孔，各所述出粉通孔沿所述内锥体的周向布置。

进一步的，所述气路包括设于所述送粉头主体上的进气口，与所述进气口连通并形成于所述内锥体上的环形槽，以及设于所述环形槽上的并与所述激光通道相连通的若干排气孔。

进一步的，所述冷却通道的进液口和出液口设于所述送粉头主体上，且所述冷却通道包括构造于所述送粉头主体上的与所述进液口相连的连接水道，以及与所述连接水道相连的水槽，所述水槽与所述出液口相连。

进一步的，于所述送粉头主体上设有与所述内锥体同轴设置的锥套组件，所述激光通道包括分别形成于所述内锥体和所述锥套组件上相连通的锥型腔。

进一步的，于所述锥套组件和所述送粉头主体之间设有用于构成二者密封连接的密封件。

进一步的，所述锥套组件包括套装设置的内锥套和外锥套，且所述内锥套和所述外锥套之间间距设置以形成所述出粉口。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的激光熔覆送粉机构，通过在结构主体上设置激光通道和送粉通道，可能够对具有曲率复杂型面的零件进行熔覆，另外，设置在送粉通道上的混料腔以及分流通道，可使得粉末能够混合汇集后通过分流通道输送至出粉口，最终在出粉口汇集成环形粉斑，从而不仅可提高粉末的利用率，还可提升熔覆效率，并有着较好的使用效果。

(2)设置冷却通道，可对结构主体进行有效降温，设置的保护气的气路，以在激光熔覆过程中能够有效防止杂质进入熔池。

(3)通过内锥体和送粉头主体连接并形成混料腔，结构简单，便于加工制造。

(4)进粉口沿送粉头主体的周向均布多个，能够利于提高粉末输送的均匀形及稳定性。

(5)分流通道采用沿内锥体周向布置的若干出粉通孔，结构简单且利于进一步提高粉末输送的均匀性。

(6)气路通过构造于内锥体上的环形槽将进气口和排气孔连通，该结构简单且易于加工。

(7)设置的密封件，可提高锥套组件和送粉头主体连接的密封性，而可有效防止冷却通道的泄漏。

(8)内锥套和外锥套间距设置以形成出粉口，可利于粉末沿出粉口的锥面汇集成环形流出。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的激光熔覆送粉机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的激光熔覆送粉机构的另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的激光熔覆送粉机构的主视图；

图4为图3的a-a剖视图；

图5为图3的b-b剖视图；

图6为图3的c-c剖视图；

图7为本实用新型所述的内锥体的结构示意图；

附图标记说明：

1、送粉头主体；2、内锥体；3、外锥套；4、内锥套；5、压紧套；6、进气口；7、进粉口；8、进液口；9、出液口；10、密封螺堵；20、环形槽；21-排气孔；11、第一连接孔；12、第二连接孔；13、进液孔；14、水槽；101、混料腔；102、出粉通孔；103、密封槽；100、激光通道；200、出粉口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种激光熔覆送粉机构，其设于激光熔覆设备的能量输出端，该激光熔覆送粉机构包括内部形成有激光通道的结构主体，于该结构主体内构造有以输送粉末的送粉通道，于送粉通道上形成有混料腔，其中，混料腔的一端与送粉通道的进粉口7连通，另一端设有沿激光通道周向布置的多个分流通道，且各分流通道与送粉通道的出粉口相连，粉末由进粉口7输送至混料腔，并经各分流通道的分流而于出粉口汇集成环形流出。

本实施例的激光熔覆送粉机构通过将激光通道和送粉通道设置共同设置在结构主体上，可对具有曲率复杂型面的零件进行熔覆，另外，输送的粉末还可在出粉口汇集成环形粉斑，从而可提高粉末的利用率及熔覆效率。

基于以上整体设计思想，本实施例的激光熔覆送粉机构的一种示例性结构如图1至图6所示，该激光熔覆送粉机构在整体构成上包括结构主体，其中，该结构主体内部形成有激光通道100和送粉通道。为利于对结构主体进行有效降温，于该结构主体内还构造有供冷却液流通的冷却通道，另外，为了在激光熔覆过程中能够有效防止杂质进入熔池，于结构主体内还构造有向激光通道100通入保护气的气路。

具体的，参看图1至图6所示，本实施例的结构主体包括送粉头主体1，以及连接于送粉头主体1上的内锥体2，其中，进粉口7设于送粉头主体1上，该送粉头主体1的内部形成有呈圆锥状的第一连接端，和与第一连接端相连的呈圆柱状的第二连接端，内锥体2螺接于第一连接端，并于部分的第二连接端之间围构形成有容纳腔，该容纳腔构成前述混料腔101并于进粉口7连通设置，以利于粉末的输送。

由图1至图3并结合图5所示，本实施例的进粉口沿送粉头主体1的周向均布设有多个，且各进粉口均与容纳腔连通，从而利于提高粉末输送的均匀性。前述的分流通道包括构造于送粉头主体1上的若干出粉通孔102，各出粉通孔102沿内锥体2的周向均布设置，如此，可进一步提高粉末输送的均匀性。本实施例中，通过设置的容纳腔及分流通道，可使得待熔覆的粉末在载气的作用下，经进粉口7流入至容纳腔，并于容纳腔混匀后经均布的各出粉通孔102流至下述的呈锥形状的出粉口200，从而在出粉口200处形成环形状粉斑，同时在激光照射下进行熔覆。

由图3、图4结合图7所示，前述的气路包括设于送粉头主体1上的进气口6，与进气口6连通并形成于内锥体2上的环形槽20，以及设于环形槽20上的并与激光通道100相连通的若干排气孔21。其中，各排气孔21的轴线延长线与激光通道100内的激光轴线相交，如此，可利于气路中的气体沿着激光射出方向流动。该气路结构简单，易于加工制造。

前述的冷却水通道的进液口8和出液口9设于送粉头主体1上，且该冷却通道包括构造于送粉头主体1上的与进液口8相连的连接水道，以及与连接水道相连的水槽14，该水槽14与出液口9相连。具体的，如图3至图6所示，进液口8和出液口9沿送粉头主体1的径向对称布置，而连接水道则包括形成于送粉头主体1上的多个连接管路，各连接管路首尾连接呈矩形状，当然，除了连接成矩形外，还可连接成三角形、多边形或是圆形等结构。

上述的水槽14包括形成于送粉头主体1一端上的环形凹槽，该环形凹槽与下述中的锥套组件密封连接共同围构成所述水槽14，如此，使得水槽14易于加工成型。另外，于连接水道上设有与进液口8连接的第一连接孔11的，以及与水槽14连接的第二连接孔12，其中，第二连接孔12和水槽14通过进液孔13连通，而水槽14与出液口9连接有图中未示出的出水孔。冷却介质由进液口8流入至连接水道，并有连接水道流入至水槽14中，并经水槽14流至出液口9，从而通过冷却介质的流动将激光热辐射的热量带走，以实现对送粉头主体1的换热降温，从而能够提高送粉头主体1的使用寿命。

本实施例中，于送粉头主体1上设有与内锥体2同轴设置的锥套组件，前述的激光通道100包括分别形成于内锥体2和锥套组件上相连通的锥型腔，而锥套组件包括套装设置的内锥套4和外锥套3，其中，内锥套4螺接于送粉头主体1上的第二连接端，而外锥套3套装在内锥套4的外侧，并通过压紧套5螺接在送粉头主体1上。具体的，外锥套3的一端贴合于送粉头主体1的端面上，压紧套5设于外锥套3的外周并与送粉头主体1螺接相连。

另外，于锥套组件和送粉头主体1之间设有用于构成二者密封连接的密封件。具体的，该密封件设于外锥套3和送粉头主体1之间，且该密封件用于对上述的水槽14进行密封，从而可有效防止冷却通道的泄漏。需说明的是，本实施例中的密封件优选为密封圈，且为设置在水槽14两侧的两个，以能够有效进行密封。

此外，内锥套4和外锥套3之间间距设置并形成上述的出粉口200，从而利于粉末经各出粉通孔102汇集至出粉口200并形成环形粉斑，以利于提高熔覆质量及熔覆效率。

本实施例的激光熔覆送粉机构不仅能够对具有曲率复杂型面的零件进行熔覆，而且还可在出粉口200处形成环形粉斑，从而能够提高粉末的利用率及熔覆效率，并有着较好的使用效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。