權(quán)利要求

1.冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，包括機(jī)械臂（1），機(jī)械臂（1）的一端設(shè)有激光發(fā)射器（2），激光發(fā)射器（2）的底部固定套裝有激光輸送管道（3），激光輸送管道（3）底端的外部設(shè)有激光熔覆頭（4），激光熔覆頭（4）的中部開設(shè)有供激光穿過的中間通槽，其特征在于：所述激光熔覆頭（4）上開設(shè)有位于中間通槽外部的環(huán)形槽（401），且環(huán)形槽（401）的內(nèi)部設(shè)有若干粉末噴管（5）和氣體噴管（6），所述粉末噴管（5）和氣體噴管（6）的數(shù)量不少于三個(gè)，所述粉末噴管（5）和氣體噴管（6）的外側(cè)與環(huán)形槽（401）的內(nèi)壁不接觸，所述粉末噴管（5）和氣體噴管（6）的下半部?jī)A斜程度均與中間通槽的內(nèi)壁傾斜程度相同，所述環(huán)形槽（401）的兩側(cè)分別接通有進(jìn)水管（13）和排水管（14），所述粉末噴管（5）與粉末輸送管（11）接通，所述氣體噴管（6）與氣體輸送管（12）接通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，其特征在于：所述激光熔覆頭（4）頂部的兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水口（402）和出水口（403），進(jìn)水口（402）和出水口（403）均與環(huán)形槽（401）相通，所述進(jìn)水管（13）的一端固定套裝在進(jìn)水口（402）的外部，所述排水管（14）的一端固定套裝在出水口（403）的外部。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，其特征在于：所述激光熔覆頭（4）的頂部固定套裝有位于激光輸送管道（3）外側(cè)的密封環(huán)（15），所述密封環(huán)（15）對(duì)環(huán)形槽（401）進(jìn)行密封，所述粉末噴管（5）和氣體噴管（6）的頂端均延伸出密封環(huán)（15）的上方，且密封環(huán)（15）與粉末噴管（5）、氣體噴管（6）均密封貼合。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，其特征在于：所述激光輸送管道（3）上固定套裝有位于激光熔覆頭（4）上方的第一環(huán)形分配管（9）和第二環(huán)形分配管（10），且第一環(huán)形分配管（9）位于第二環(huán)形分配管（10）的下方，所述第一環(huán)形分配管（9）與粉末噴管（5）之間通過粉末導(dǎo)管（7）接通，且第一環(huán)形分配管（9）的外側(cè)與粉末輸送管（11）的一端固定套接，所述第二環(huán)形分配管（10）與氣體噴管（6）之間通過氣體導(dǎo)管（8）接通，且第二環(huán)形分配管（10）的外側(cè)與氣體輸送管（12）的一端固定套接。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，其特征在于：所述粉末噴管（5）、氣體噴管（6）和激光熔覆頭（4）為一體式設(shè)計(jì)。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，其特征在于：所述粉末噴管（5）的形狀和大小均與氣體噴管（6）相同，且粉末噴管（5）和氣體噴管（6）的內(nèi)腔中部均為平滑的弧形設(shè)計(jì)。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，其特征在于：所述環(huán)形槽（401）的內(nèi)底無限逼近激光熔覆頭（4）的底部但不貫穿激光熔覆頭（4）的底部。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光熔覆機(jī)領(lǐng)域，具體為冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)。

背景技術(shù)

激光溶覆機(jī)是一種常用的金屬工件表面加工的設(shè)備，激光溶覆是利用高能激光束輻照，通過迅速熔化、擴(kuò)展和凝固，在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的材料，構(gòu)成一種新的復(fù)合材料，以彌補(bǔ)基體所缺少的高性能，能充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì)，克服彼此的不足，金屬工件的表面通過激光熔覆機(jī)的加工后，具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的金屬涂層，從而能夠提高金屬工件的實(shí)用效果。

現(xiàn)有的激光熔覆機(jī)在使用時(shí)，因激光熔覆頭內(nèi)部開設(shè)的噴料槽和水冷槽錯(cuò)位分布，水冷槽離噴料槽的距離很遠(yuǎn)，且水冷槽的有效散熱面積較小，而激光輻射后的激光熔覆機(jī)使得噴嘴溫度較高，在散熱效果較差的情況下，噴料槽內(nèi)部的粉末容易受高溫影響而膨脹，造成堵塞，且當(dāng)溫度高到使得粉末融化后粘附在噴料槽的內(nèi)壁處，也會(huì)造成堵塞的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，具備水冷散熱面積大、粉末噴出不易堵塞的優(yōu)點(diǎn)，解決了背景技術(shù)中提到的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，包括機(jī)械臂，機(jī)械臂的一端設(shè)有激光發(fā)射器，激光發(fā)射器的底部固定套裝有激光輸送管道，激光輸送管道底端的外部設(shè)有激光熔覆頭，激光熔覆頭的中部開設(shè)有供激光穿過的中間通槽，所述激光熔覆頭上開設(shè)有位于中間通槽外部的環(huán)形槽，且環(huán)形槽的內(nèi)部設(shè)有若干粉末噴管和氣體噴管，所述粉末噴管和氣體噴管的數(shù)量不少于三個(gè)，所述粉末噴管和氣體噴管的外側(cè)與環(huán)形槽的內(nèi)壁不接觸，所述粉末噴管和氣體噴管的下半部?jī)A斜程度均與中間通槽的內(nèi)壁傾斜程度相同，所述環(huán)形槽的兩側(cè)分別接通有進(jìn)水管和排水管，所述粉末噴管與粉末輸送管接通，所述氣體噴管與氣體輸送管接通。

可選的，所述激光熔覆頭頂部的兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口和出水口均與環(huán)形槽相通，所述進(jìn)水管的一端固定套裝在進(jìn)水口的外部，所述排水管的一端固定套裝在出水口的外部。

可選的，所述激光熔覆頭的頂部固定套裝有位于激光輸送管道外側(cè)的密封環(huán)，所述密封環(huán)對(duì)環(huán)形槽進(jìn)行密封，所述粉末噴管和氣體噴管的頂端均延伸出密封環(huán)的上方，且密封環(huán)與粉末噴管、氣體噴管均密封貼合。

可選的，所述激光輸送管道上固定套裝有位于激光熔覆頭上方的第一環(huán)形分配管和第二環(huán)形分配管，且第一環(huán)形分配管位于第二環(huán)形分配管的下方，所述第一環(huán)形分配管與粉末噴管之間通過粉末導(dǎo)管接通，且第一環(huán)形分配管的外側(cè)與粉末輸送管的一端固定套接，所述第二環(huán)形分配管與氣體噴管之間通過氣體導(dǎo)管接通，且第二環(huán)形分配管的外側(cè)與氣體輸送管的一端固定套接。

可選的，所述粉末噴管、氣體噴管和激光熔覆頭為一體式設(shè)計(jì)。

可選的，所述粉末噴管的形狀和大小均與氣體噴管相同，且粉末噴管和氣體噴管的內(nèi)腔中部均為平滑的弧形設(shè)計(jì)。

可選的，所述環(huán)形槽的內(nèi)底無限逼近激光熔覆頭的底部但不貫穿激光熔覆頭的底部。

本發(fā)明提供了一種冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，具備以下有益效果：

1、該冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，通過激光熔覆頭內(nèi)開設(shè)位于中間通槽外部的環(huán)形槽，并在環(huán)形槽的外側(cè)設(shè)置粉末噴管和氣體噴管，且粉末噴管和氣體噴管的外側(cè)與激光熔覆頭的內(nèi)壁不接觸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用環(huán)形槽充滿的冷卻水對(duì)粉末噴管和氣體噴管起到冷卻與隔絕作用，避免粉末噴管內(nèi)粉末受熱膨脹或融化，造成堵塞的問題，進(jìn)而保障了激光熔覆機(jī)正常有效的工作。

2、該冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，通過粉末噴管和氣體噴管交錯(cuò)分布在環(huán)形槽內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配合粉末噴管和氣體噴管下半部的傾斜程度與中部通槽內(nèi)部的傾斜程度相同，使得粉末噴管噴出的粉末和氣體噴管噴出的保護(hù)氣體均匯聚在一點(diǎn)，即激光照射零件的部位，相較于現(xiàn)有的激光熔覆機(jī)來說，有效避免了因激光熔覆頭的下端是錐形的，導(dǎo)致粉末噴出和保護(hù)氣體匯聚點(diǎn)不在同一焦點(diǎn)上，使得大量粉末被保護(hù)氣體吹散，粉末的有效利用率較低，且影響金屬表面熔覆層加工質(zhì)量的問題。

3、該冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，利用氣體噴管和粉末噴管設(shè)于環(huán)形槽內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅避免由氣體噴管噴出的保護(hù)氣體吹散粉末的情況，相較于現(xiàn)有的激光熔覆機(jī)中氣體由激光熔覆頭中部通槽通入的方式來說，避免保護(hù)氣體被加熱，導(dǎo)致溫度較高的問題，從而使得氣體噴管噴出的低溫保護(hù)氣體不僅防止金屬加工部位高溫氧化，還有利于加工部位的降溫。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明圖1的激光熔覆頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明圖2激光熔覆頭結(jié)構(gòu)中部剖切圖；

圖4為本發(fā)明圖3的正視圖；

圖5為本發(fā)明圖3的俯視圖。

圖中：1、機(jī)械臂；2、激光發(fā)射器；3、激光輸送管道；4、激光熔覆頭；401、環(huán)形槽；402、進(jìn)水口；403、出水口；5、粉末噴管；6、氣體噴管；7、粉末導(dǎo)管；8、氣體導(dǎo)管；9、第一環(huán)形分配管；10、第二環(huán)形分配管；11、粉末輸送管；12、氣體輸送管；13、進(jìn)水管；14、排水管；15、密封環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，一種冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)，包括機(jī)械臂1，機(jī)械臂1的一端固定安裝有激光發(fā)射器2，請(qǐng)參閱圖2，激光發(fā)射器2的底部固定安裝有激光輸送管道3，激光輸送管道3底端的外部固定套裝有激光熔覆頭4，激光熔覆頭4的下半部為圓臺(tái)式設(shè)計(jì)，請(qǐng)參閱圖3-圖5，激光熔覆頭4的中部設(shè)有中部通槽，激光發(fā)射器2發(fā)射的激光經(jīng)激光輸送管道3和中部通槽射出，且中部通槽的下半部?jī)?nèi)徑值由下至上均勻增大，激光熔覆頭4上開設(shè)有位于中部通槽外側(cè)的環(huán)形槽401，激光熔覆頭4頂部的兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水口402和出水口403，進(jìn)水口402和出水口403均與環(huán)形槽401相通，請(qǐng)參閱圖1，進(jìn)水口402上固定套接有進(jìn)水管13，出水口403上固定套接有排水管14，通過進(jìn)水管13持續(xù)通水，水經(jīng)進(jìn)水口402進(jìn)入，并充滿環(huán)形槽401后進(jìn)出水口403排出，從而對(duì)激光熔覆頭4進(jìn)行持續(xù)降溫。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3-圖5，環(huán)形槽401內(nèi)設(shè)有一定數(shù)量的粉末噴管5和氣體噴管6，粉末噴管5和氣體噴管6依次錯(cuò)位分布，且粉末噴管5和氣體噴管6的數(shù)量不少于三個(gè)，且粉末噴管5和氣體噴管6整體在環(huán)形槽401內(nèi)圓周陣列分布，粉末噴管5和氣體噴管6的外側(cè)與環(huán)形槽401的內(nèi)壁不接觸，從而使得粉末噴管5和氣體噴管6的外側(cè)被冷卻水隔絕，進(jìn)而確保粉末噴管5和氣體噴管6內(nèi)的溫度較低，避免粉末噴管5內(nèi)粉末受熱膨脹或融化，造成堵塞的問題。

粉末噴管5和氣體噴管6下半部的傾斜程度與中部通槽內(nèi)部的傾斜程度相同，且粉末噴管5和氣體噴管6的內(nèi)部與激光熔覆頭4底端的外部相通，使得粉末噴管5噴出的粉末和氣體噴管6噴出的保護(hù)氣體均匯聚在一點(diǎn)，即激光照射零件的部位，相較于現(xiàn)有的激光熔覆機(jī)來說，有效避免了因激光熔覆頭4的下端是錐形的，導(dǎo)致粉末噴出和保護(hù)氣體匯聚點(diǎn)不在同一焦點(diǎn)上，使得大量粉末被保護(hù)氣體吹散，粉末的有效利用率較低，且影響金屬表面熔覆層加工質(zhì)量的問題。

激光熔覆頭4的頂部固定套裝有位于激光輸送管道3外側(cè)的密封環(huán)15，密封環(huán)15對(duì)環(huán)形槽401進(jìn)行密封，粉末噴管5和氣體噴管6的頂端均延伸出密封環(huán)15的上方，且密封環(huán)15與粉末噴管5、氣體噴管6均密封貼合，確保環(huán)形槽401的密封性，避免持續(xù)通入的水流出。

請(qǐng)參閱圖3，激光輸送管道3上固定套裝有位于激光熔覆頭4上方的第一環(huán)形分配管9和第二環(huán)形分配管10，且第一環(huán)形分配管9位于第二環(huán)形分配管10的下方，第一環(huán)形分配管9和第二環(huán)形分配管10的一側(cè)分別接通有粉末輸送管11和氣體輸送管12，第一環(huán)形分配管9的底部與粉末噴管5之間接通有粉末導(dǎo)管7，第二環(huán)形分配管10的底部與氣體噴管6之間接通有氣體導(dǎo)管8，通過粉末輸送管11向第一環(huán)形分配管9內(nèi)持續(xù)加入粉末，同時(shí)經(jīng)第一環(huán)形分配管9的平均分配，并經(jīng)各個(gè)粉末導(dǎo)管7進(jìn)入粉末噴管5內(nèi)，從而在粉末噴管5底部噴出，作用于金屬表面，形成熔覆層，通過氣體輸送管12向第二環(huán)形分配管10內(nèi)持續(xù)通入保護(hù)氣體，保護(hù)氣體可為惰性氣體，保護(hù)氣體經(jīng)第二環(huán)形分配管10的分配后，經(jīng)各個(gè)氣體導(dǎo)管8流向氣體噴管6內(nèi)，并從氣體噴管6的底部噴出，作用于金屬加工的部位，防止金屬表面被高溫氧化，利用氣體噴管6和粉末噴管5設(shè)于環(huán)形槽401內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅避免由氣體噴管6噴出的保護(hù)氣體吹散粉末的情況，相較于現(xiàn)有的激光熔覆機(jī)中氣體由激光熔覆頭4中部通槽通入的方式來說，避免保護(hù)氣體被加熱，導(dǎo)致溫度較高的問題，從而使得氣體噴管6噴出的低溫保護(hù)氣體不僅防止金屬加工部位高溫氧化，還有利于加工部位的降溫。

粉末噴管5、氣體噴管6和激光熔覆頭4為一體式設(shè)計(jì)，使得激光熔覆頭4整體強(qiáng)度較高，且能夠?qū)崿F(xiàn)的密封效果好，激光熔覆頭4、粉末噴管5和氣體噴管6的整體式結(jié)構(gòu)可通過模具澆筑制作。

粉末噴管5的形狀和大小均與氣體噴管6相同，且粉末噴管5和氣體噴管6的內(nèi)腔中部均為平滑的彎曲設(shè)計(jì)，減小粉末在粉末噴管5內(nèi)流下的速率損失，確保粉末噴管5能夠有足夠的速度噴向金屬表面，從而附著在金屬表面的熔覆層中。

環(huán)形槽401的內(nèi)底與激光熔覆頭4的底部設(shè)為額定距離，使得環(huán)形槽401的內(nèi)底無限逼近激光熔覆頭4的底部但不貫穿激光熔覆頭4的底部，從而確保環(huán)形槽401內(nèi)的冷卻水不會(huì)從激光熔覆頭4的底部漏出，同時(shí)，還是環(huán)形槽401內(nèi)的冷卻水與激光熔覆頭4、粉末噴管5、氣體噴管6的直接接觸部面積足夠大，從而使得水對(duì)激光熔覆頭4與粉末噴管5和氣體噴管6的隔絕降溫效果更好。

該冶金表面熔覆層形成用激光熔覆機(jī)在使用時(shí)，首先，通過機(jī)械臂1帶動(dòng)激光發(fā)射器2和激光熔覆頭4整體移動(dòng)到待加工的金屬工件處，并控制激光熔覆頭4與金屬工件的距離后，確保激光熔覆頭4內(nèi)粉末噴管5噴出的粉末能夠恰好匯聚到金屬表面，然后金屬工件固定的機(jī)臺(tái)控制金屬工件移動(dòng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加工部位，同時(shí)，由激光發(fā)射器2開啟激光束輻照金屬工件，同時(shí)，由粉末輸送管11向第一環(huán)形分配管9持續(xù)通入粉末，由氣體輸送管12向第二環(huán)形分配管10內(nèi)持續(xù)通入保護(hù)氣體，并且由進(jìn)水管13向環(huán)形槽401內(nèi)持續(xù)通入冷卻水，冷卻水充滿環(huán)形槽401并由排水管14排出，從而對(duì)環(huán)形槽401內(nèi)的粉末噴管5和氣體噴管6進(jìn)行實(shí)時(shí)降溫，粉末經(jīng)各個(gè)粉末導(dǎo)管7進(jìn)入粉末噴管5內(nèi)，并從粉末噴管5的底部噴到金屬工件的表面，保護(hù)氣體經(jīng)各個(gè)氣體導(dǎo)管8進(jìn)入氣體噴管6內(nèi)，并從氣體噴管6的底部噴出，對(duì)金屬表面的熔覆層進(jìn)行保護(hù)，防止其在高溫環(huán)境下氧化，即可。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。

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