專利名稱：激光噴焊送粉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于激光加工工裝，具體講是一種用于激光噴焊的送粉裝置。
當前人們使用的激光焊接，激光熔覆工藝，由于激光束掃描照射在工件上的時間很短，加熱面積可以調(diào)節(jié)，加熱溫度可以控制，工件的非加工區(qū)受到的熱影響極小，所以這些工藝得到越來越廣泛的應用，特別是在鑄鐵鑄鋼部件上存在的氣泡或裂縫的補焊或在鑄鋼件表面噴焊上一層耐磨合金層，它比其它堆焊、熱噴涂有更加明顯的優(yōu)越性。在激光噴焊或激光熔覆工藝中其送粉裝置采用鼓輪式送粉器和內(nèi)徑為3mm的輸粉銅管(見表面技術(shù)1993年第22卷第2期p53～56)，合金粉末由載粉氣體(氬氣)從銅管直接送到熔池，采用這種送粉裝置結(jié)構(gòu)比較復雜，采用從旁邊送粉方式由于載粉氣體的運動方向與激光束方向不一致，必須將其兩者的交點調(diào)整在加工工件的表面上，當加工工件表面位置變化時必須隨時調(diào)整，當在曲面或不規(guī)則表面上加工時，交點位置的調(diào)整將難于保證。
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，造價低廉，載粉運動方向與激光光束保持一致，不需要經(jīng)常調(diào)整，使用方便的送粉裝置。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的裝有金屬粉末的粉斗其下底部有底孔連接送粉管，套環(huán)噴嘴套固在激光光頭上，套環(huán)噴嘴上有圓臺形或喇叭形的噴口，激光光束和保護氣體(如氬氣)均從噴口中射向加工工件。在套環(huán)噴嘴的噴口上方的側(cè)壁上開有通孔出粉口，一個與激光光束的同步信號控制的控制閥，控制送粉通道的開通或封閉，在激光光束照射工作時，同步信號使控制閥打開送粉通道，金屬粉末從出粉口掉出來，經(jīng)從激光光頭內(nèi)部來的保護氣(氬氣)噴出與激光光束一起射向加工工件，進行噴焊或熔覆，當激光停止工作時，保護氣體停止送出，同步信號消失，控制閥封閉送粉通道，金屬粉末停止從出粉口掉出。
如上所述本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，總重量約為300g每次可裝金屬粉末100g。由于金屬粉末隨保護氣體(氬氣)與激光光束在同一路線上同向運動，套環(huán)噴嘴噴口的位置調(diào)整好以后就不用在調(diào)整了，而且金屬粉末在離開出粉口后提前受到激光光束的加熱，提高了加熱效率，有利于噴焊質(zhì)量或涂覆效果的提高。采用本實用新型送粉裝置，在碳鋼或鑄鐵工件上分別作激光涂覆實驗，使用激光功率為500～1000w，金屬粉末為Ni基自熔性合金粉末，粉末粒度為-150～+300目，得到了較均勻的涂層，涂層與基體形成了牢固的冶金結(jié)合，涂層厚為0.3～2mm。


圖1為激光噴焊送粉裝置結(jié)構(gòu)圖圖2為激光噴焊送送粉裝置的工作示意圖圖3為激光噴焊光粉裝置的另一個實施例
以下結(jié)合附圖詳細說明實施例激光噴焊送粉裝置的粉斗2的上半部為圓錐形或子彈頭形腔體，上端面敞口，其上有蓋子1，腔體下半部為漏斗狀，其底孔4直通到粉斗2最下端出口處，粉斗2的下半部外形為圓柱形或方柱形，并有橫向通孔5與底孔4相交，橫向通孔5的一端為螺紋孔，螺紋孔擰入氣動閥6，氣動閥6的驅(qū)動桿8插入橫向通孔5內(nèi)，氣動閥6的控制信號為保護氣體24，它經(jīng)過氣管7送入。底孔4的上端內(nèi)裝有底孔塞子3，具有彈性的橡膠管9上端套接在底孔塞子3上，底孔塞子3的中心有漏粉孔，其孔徑大小用以調(diào)節(jié)送粉速度，通過更換漏粉孔孔徑不同的底孔塞子3，就可以使送粉速度在2.5～40g/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，橡膠管9的下端穿過驅(qū)動桿8上的孔，套環(huán)噴嘴12經(jīng)螺釘15緊固在激光光頭17上，套環(huán)噴嘴12為圓環(huán)形，其側(cè)壁上開有一個噴口14，噴口內(nèi)小外大為圓臺形或喇叭形，在噴口14上方開有與激光光頭17平行的通孔出粉口13，通過調(diào)整套環(huán)噴嘴12的位置，使激光光束16正好從套環(huán)噴嘴12的噴口14中射出，送粉管10的上端接在粉斗2的底孔4的出口上，下端接銅管11，并插入噴口14上方的通孔出粉口13內(nèi)，圖2是激光噴焊送粉裝置工作示意圖，圖中粉斗2固定在激光光頭17上，并能隨之轉(zhuǎn)動，保護氣體24(氬氣)經(jīng)過氣管7分別送入激光光頭17內(nèi)作保護用，其保護氣體24的壓力大小信號還送給氣動閥6作控制用，當進行激光噴焊時，激光器的激光光閘與保護氣體24的閘門同時打開，而保護氣體24稍稍早于激光光束16發(fā)出，當氣動閥6沒有氣體壓力信號時，氣動閥6內(nèi)部的彈簧把驅(qū)動桿8拉向右邊，壓迫橡膠管9，使其封閉，金屬粉末被堵住下不來，當有氣體壓力信號時，氣體壓力把驅(qū)動桿8推向左邊，如
圖1中所示位置，橡膠管9開通，金屬粉末暢通落下，金屬粉末落下的速度(指送粉速度)由底孔塞子3的漏粉孔的孔徑來決定。金屬粉末再經(jīng)送粉管10，銅管11到達出粉口13，噴口14，并隨著從激光光頭17內(nèi)部來的保護氣體24(氬氣)噴向加工工件20上，激光光束16從激光器發(fā)射出來經(jīng)聚焦透鏡18聚焦后，又經(jīng)反射鏡19反射后射向加工工件20，從圖2中可以看到金屬粉末與激光光束16到達噴口14以后合在一起，射向工件20，激光光束16提前給金屬粉末加熱，提高了加熱效率，有利于激光噴焊質(zhì)量的提高。氣動閥6的控制信號是從激光光頭的保護氣體分路而來，因保護氣體輸送與激光光閘是同步進行的，所以氣動閥的動作也與激光光束相同步，不需要另加部件，使用很方便。圖3為另一個簡易型激光噴焊送粉裝置，粉斗21的內(nèi)腔與底孔4相通，粉斗21的底部接送粉管10，送粉管10采用具有彈性的橡膠管，電磁閥22固定在激光光頭17上，它的電磁線圈23的兩端的電壓取自與光閘信號相同步的控制電壓，電磁閥22的驅(qū)動桿8控制送粉管10的開通與封閉，即當光閘信號打開激光器，產(chǎn)生激光光束16的同時一個同步信號電壓加到電磁線圈23的兩端，使之通電，電磁閥22的驅(qū)動桿8動作，把送粉管10開通，金屬粉末暢通落下，進行送粉，當光閘信號在關(guān)閉激光器時，激光光束16消失，同步信號電壓也消失，電磁線圈23斷電，電磁閥22的驅(qū)動桿8在電磁閥22內(nèi)部彈簧力的作用下，把送粉管10閉合，送粉裝置停止送粉。圖3中其它部件的工作情況與上個實施例相同，不再重復。
權(quán)利要求1.一種激光噴焊送粉裝置由粉斗[2或21]、送粉管[10]組成，送粉管[10]的上端裝接在粉斗[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個控制閥[6]或[22]，套固在激光光頭[17]上的套環(huán)噴嘴[12]上有圓臺形或喇叭形的噴口[14]，送粉管[10]的下端接銅管[11]并插入到套環(huán)噴嘴[12]的噴口[14]上方的側(cè)壁上開有的通孔出粉口[13]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的送粉裝置，其特征在于腔體下部為漏斗狀的粉斗[2]，其底孔[4]直通到粉斗[2]的最下端出口處，粉斗[2]的下半部有橫向通孔[5]，并與底孔[4]相交，底孔[4]內(nèi)有帶有漏粉孔的底孔塞子[3]，橡膠管[9]上端套接在底孔塞子[3]上，橡膠管[9]的下端穿過控制閥[6]或[22]的驅(qū)動桿[8]上的孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的送粉裝置，其特征在于套環(huán)噴嘴[12]為圓環(huán)形，其側(cè)壁上開有噴口[14]，噴口內(nèi)小外大為圓臺形或喇叭形，在噴口[14]的上方開有通孔出粉口[13]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的送粉裝置，其特征在于控制閥可采用氣動控制閥[6]或電磁控制閥[22]。
專利摘要一種激光噴焊送粉裝置，它由粉斗2、送粉管10、控制閥6等部件組成。當激光束照射被加工工件20的工作面時，由激光光束同步信號控制的控制閥6，自動打開送粉通道，使金屬粉末與保護氣體同時噴向被加工工件20，開始噴焊或熔覆工作；當激光束停止照射時，控制閥6封閉送粉通道，送粉停止。該裝置采用套環(huán)噴嘴12不僅簡化了裝置的調(diào)整工序，還提高了噴焊質(zhì)量，該裝置具有體積小、重量輕、使用方便等優(yōu)點。
文檔編號B23K26/00GK2257230SQ9623261
公開日1997年7月2日 申請日期1996年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月30日
發(fā)明者武德勇, 紀康寧 申請人:中國工程物理研究院核物理與化學研究所