激光熔覆同轴三路送粉装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光熔覆同轴三路送粉装置，属于激光加工设备的配套设备。
【背景技术】
[0002]激光熔覆是一种新的表面改性技术，它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起快速熔凝，在基材表面形成与基材相互融合的且具有完全不同成分与性能的合金覆层。基材的熔化层很薄，对覆层的成分影响极小。因而它综合了光、机、电技术，涉及材料学、物理学、数控技术、机械设计与机械制造等多门学科，是未来工业发展的一个重要方向。
[0003]与传统修复方式相比这种技术有着如下几种独特优势在:⑴热影响区小，不破坏基体的力学性能；(2)变形小，一般可忽略不计；(3)可实现选择性精确加工，用极小的成本在零件的不同部位实现不同的力学性能；(4)熔覆材料品种多，包括镍基、钻基、铁基甚至陶瓷、非金属材料；(5)对基体材料的要求低，几乎绝大多数的材料上都可应用此项技术；(6)可实现较大面积和较深厚度的修复；(7)熔覆层与基材间实现的是冶金结合，结合强度高。
[0004]激光熔覆按熔覆材料的供给方式大致可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。预置式激光熔覆是将熔覆材料预先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束扫描熔化，熔覆材料以粉、丝和板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用。同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。
[0005]粉末材料的预置方法主要采用热喷涂或粘结等方法。热喷涂是指将喷涂粉末加热到可以相互粘结的状态，并以一定的速度喷射到基材表面，形成喷涂材料覆盖层的一类技术。其优点是喷涂效率高，可获得大面积涂层，涂层材料基本不受污染，涂层厚度均匀且与材料结合牢固，激光熔覆中不易脱落；其不足是粉末利用率低，需专门的设备与技术，操作程序也较复杂。粘结预置法就是针对热喷涂的不足而发展的，该法是将粉末与粘结剂调和成膏状，涂在欲熔覆基材表面，这种方法具有较好的经济性和方便性，但这类预置层导热性差，需消耗更多的激光能量熔化。粘结剂的汽化和分解也易于对熔覆层合金造成污染和气孔等缺陷。激光熔覆中粘结层还易脱落。
[0006]同步送粉法是目前最为先进的激光熔覆技术，它可大大提高熔覆质量，降低熔覆层的稀释率和基材的热影响，与预置熔覆法相比可使所需的熔覆能量降低一倍以上，还易于实现自动控制。侧向送粉由于粉的出口和光的出口相距较远，粉和光的可控性较好不会出现因粉末过早熔化阻塞出光口的现象。单侧送粉方式的局限性在于送粉只是一个方向，这使得当加工面是平面时加工轨迹只能是一条直线，而不能走诸如圆，方形等这些曲线，使这类送粉器在加工中使用的方便性、灵活性受到限制。同轴送粉克服了单侧送粉的缺点，能够将粉末均匀分散成环型再汇聚后送入聚焦的激光光束中。该方法是目前普遍采用的一种方法，但是由于激光束轴线和粉束轴线的同轴性无法进行微调，使金属粉末不能准确的送入激光熔池，从而降低了金属粉末的利用率，并对工艺过程产生不利影响。
【发明内容】
[0007]为了克服现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种激光熔覆同轴三路送粉装置，该装置采用锥形铜座及水冷装置，从而有效保护操作人员和设备的安全。同时采用三路送粉方式，分别调整各自粉末流流速，保证了三路送粉的送粉精确度，提高了生产效率。
[0008]本实用新型主要包括铜聚焦镜连接筒、可调导光筒、铜连接筒、锥形铜座及分粉器。
[0009]所述铜聚焦镜连接筒的上端加工内螺纹，与聚焦镜底座连接，其下端为法兰盘，通过垫片和螺栓与可调导光筒联接，在其上部侧壁上有一个通入氩气的进气孔。可调导光筒为变径筒状体，其下部为法兰盘，通过垫片和螺栓与铜连接筒联接。铜连接筒的下部加工成内螺纹与锥形铜座的上部螺纹连接。
[0010]所述锥形铜座锥壁上加工三个均匀分布的螺纹孔，螺纹孔的轴线分别与铜连接筒轴线夹角为45°，三个螺纹孔中分别安装管状连接件，管状连接件的下部与铜送粉嘴螺纹联接，管状连接件的上部连接密封插头，密封插头通过软管与分粉器连通。锥形铜座内部设置水冷装置，所述水冷装置的两侧左右对称设置进水口和出水口，水槽上部可加入密封圈，密封盖通过螺纹与锥形铜座连接，形成水冷装置的密封系统。
[0011]所述分粉器由连接筒和密封盖通过螺纹连接，在连接筒的底部中央位置加工一个螺纹孔，拧入密封插头，通过软管与送粉器相连，在外围均匀分布三个螺纹孔，通过软管与管状连接件相连，密封盖的内部加工成锥形头，在锥形头中加工成通孔，将气压调节螺栓拧进螺纹孔，通过调节丝堵来调整气压，控制送粉速度。
[0012]本实用新型的工作过程如下:
[0013]首先将铜聚焦镜连接筒上端与聚焦镜底座螺纹连接，下端为法兰盘，通过垫片和螺栓与可调导光筒连接，通过法兰盘调整激光位于可调导光筒的中间部位，在其上部侧壁上有一个通入氩气的进气孔，可以有效的保护聚焦镜，避免破裂；可调导光筒为变径筒状体，其下部为法兰盘，通过垫片和螺栓与铜连接筒连接，再次通过法兰盘调整激光位于铜导光筒的中间部位；锥形铜座锥壁上有三个均匀分布的螺纹孔，螺纹孔的轴线分别与铜连接筒轴线夹角为45°，三个螺纹孔中分别安装管状连接件，管状连接件的下部与铜送粉嘴螺纹联接，管状连接件的上部连接密封插头，密封插头通过软管与分粉器连通；锥形铜座内部设置水冷装置，其两侧左右对称设置进水口和出水口，水槽上部可加入密封圈，密封盖通过螺纹与锥形铜座连接，将铜连接筒拧入锥形铜座的外螺纹并压紧，形成水冷装置的密封系统；分粉器中间螺纹孔通过软管与送粉器相连，在外围均匀分布三个螺纹孔，通过软管与管状连接件相连，通过调节丝堵来调整气压，控制送粉速度。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]解决了激光过程中的反光问题，该装置的下端设置锥形铜座，激光熔覆过程中的激光反光可被返回，从而有效保护操作人员和设备安全。由于铜的导热率高，且对