專利名稱：一種 CO₂激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光熔池氣體保護(hù)裝置，具體是涉及一種CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
激光熔敷是激光表面改性技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要工藝，它通過在基材表面添加熔敷材料，利用高能密度的激光束使之與基材表層一起熔化再凝固的方法，在基材表面形成與 之冶金結(jié)合的熔敷層。激光熔敷可將高熔點(diǎn)的材料熔敷在低熔點(diǎn)的基材表面，因此可用于激光熔敷的材料相當(dāng)廣泛。目前，國(guó)內(nèi)進(jìn)行大面積激光熔敷加工所使用的設(shè)備多為CO2氣體激光器，由于配備反射聚焦鏡使得聚焦光路呈敞開式，空氣中的氧、氮等元素很容易隨熔池?cái)嚢柽M(jìn)入熔池而導(dǎo)致污染，一些熔敷材料或其高溫分解產(chǎn)物被氧化，失去了其固有的優(yōu)異特性，使得激光熔敷層使用性能下降。針對(duì)上述存在問題，專利號(hào)為ZL201020599894. 8的中國(guó)專利公開了“一種用于激光加工的氣體保護(hù)裝置”，但是這種氣體保護(hù)裝置的進(jìn)氣口較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，而且保護(hù)氣體不是直接吹向激光熔池，氣體利用率較低，因此對(duì)于激光熔池的保護(hù)效果較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述存在問題和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、氣體利用率高，對(duì)激光熔池的保護(hù)效果良好的CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型所述的CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特點(diǎn)是包括由上往下依序同軸連接的連接套、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒和吹氣頭，所述連接套、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒和吹氣頭均為上下方向中通的結(jié)構(gòu)體，其中所述吹氣頭套接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒上且與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒之間形成有可使吹出的保護(hù)氣體在激光熔池的周圍形成垂直保護(hù)氣簾的帶圓環(huán)狀吹氣口的儲(chǔ)氣腔，所述吹氣頭上設(shè)置有與該儲(chǔ)氣腔相連通的水平進(jìn)氣管，所述吹氣頭上還設(shè)置有可將保護(hù)氣體直接吹向激光熔池的進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的出氣口位于圓環(huán)狀吹氣口的下方內(nèi)側(cè)位置。為了使本實(shí)用新型對(duì)激光熔池的保護(hù)效果更好，以有效地提高激光熔敷層的使用性能，上述進(jìn)氣管設(shè)置有四個(gè)，且所述四個(gè)進(jìn)氣管軸對(duì)稱地設(shè)置在上述吹氣頭上。同時(shí)，上述水平進(jìn)氣管設(shè)置有二個(gè)，且所述二個(gè)水平進(jìn)氣管軸對(duì)稱地設(shè)置在上述吹氣頭上。為了使進(jìn)氣管能夠有效地實(shí)現(xiàn)更好的保護(hù)效果，上述進(jìn)氣管為直管，所述直管由上向下、由外向內(nèi)傾斜地插接在上述吹氣頭上，且所述直管的中心軸與水平方向呈45°角。為了防止保護(hù)氣體從連接處流失，增加使用成本，上述吹氣頭與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒的連接處裝置有密封圈。為了能夠方便地滿足不同焦距的CO2激光器的使用需求，且防止因震動(dòng)引起的錯(cuò)位和氣流不穩(wěn)，上述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒套接在連接套上且可沿連接套上下調(diào)節(jié)并可通過鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊固定在連接套上。為了使本實(shí)用新型的使用長(zhǎng)度調(diào)節(jié)方便，上述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒與連接套通過螺紋連接。為了使鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)置及調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單方便，且連接可靠，上述鎖緊機(jī)構(gòu)為鎖緊螺釘，上述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒上設(shè)置有用于與所述鎖緊螺釘相連接的連接孔。為了減輕本實(shí)用新型的整體重量，又能避免二次激光輻射可能對(duì)操作人員造成的傷害，上述吹氣頭的下部設(shè)置有上端開口小、下端開口大的呈倒碗狀結(jié)構(gòu)的凹槽。為了使吹氣頭與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒之間的拆裝方便，且連接可靠，上述吹氣頭與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒通過螺紋連接固定。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)I、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，便于機(jī)械加工，生產(chǎn)成本低；2、四氣流通道吹氣外加氣簾保護(hù)式結(jié)構(gòu)更適合在敞開式聚焦光路的CO2激光器上使用；3、裝置整體長(zhǎng)度可調(diào)，能夠保證在很長(zhǎng)的焦距范圍內(nèi)使用，同時(shí)帶有鎖緊機(jī)構(gòu)可防止因震動(dòng)引起的錯(cuò)位和氣流不穩(wěn)；4、四個(gè)軸對(duì)稱設(shè)置的進(jìn)氣管的出氣口直接指向激光熔池，氣體利用率高，熔池保護(hù)效果良好；5、吹氣頭下方設(shè)置有上端開口小、下端開口大的呈倒碗狀結(jié)構(gòu)的凹槽，既減輕了重量，又避免了二次激光輻射可能對(duì)操作人員造成的傷害。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖I為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖I的A向結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I-圖3所示，本實(shí)用新型所述的0)2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，包括由上往下依序同軸連接的連接套I、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2和吹氣頭3，而且連接套I、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2和吹氣頭3均為上下方向中通的結(jié)構(gòu)體，其中吹氣頭3套接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2上且與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2之間形成有可使吹出的保護(hù)氣體在激光熔池的周圍形成垂直保護(hù)氣簾的帶圓環(huán)狀吹氣口81的儲(chǔ)氣腔8，而且吹氣頭3上設(shè)置有與該儲(chǔ)氣腔8相連通的水平進(jìn)氣管9，同時(shí)吹氣頭3上還設(shè)置有可將保護(hù)氣體直接吹向激光熔池的進(jìn)氣管10，而且進(jìn)氣管10的出氣口 101位于圓環(huán)狀吹氣口 81的下方內(nèi)側(cè)位置，而在連接套I的上端設(shè)置有內(nèi)螺紋，CO2激光器通過該內(nèi)螺紋連接在連接套I上，因此激光束是從連接套I、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2和吹氣頭3連接形成的內(nèi)腔沿軸向通過，最后在吹氣頭3下方的待加工工件表面形成激光熔池。為了使本實(shí)用新型對(duì)激光熔池的保護(hù)效果更好，以有效地提高激光熔敷層的使用性能，進(jìn)氣管10設(shè)置有四個(gè)，且四個(gè)進(jìn)氣管10軸對(duì)稱地設(shè)置在吹氣頭3上，而且進(jìn)氣管10為直管，并且直管是由上向下、由外向內(nèi)傾斜地插接在吹氣頭3上，且直管的中心軸與水平方向呈45°角；同時(shí)，水平進(jìn)氣管9設(shè)置有二個(gè)，且二個(gè)水平進(jìn)氣管9軸對(duì)稱地設(shè)置在吹氣頭3上。如圖2所示，水平進(jìn)氣管9和進(jìn)氣管10均為剛性直管，可由內(nèi)徑2_的銅管或鋼管配以快速接頭制成，將各進(jìn)氣管分別插入吹氣頭3事先鉆好的孔中，并在間隙位置用膠體密封即可。為了防止保護(hù)氣體從連接處流失，增加使用成本，在吹氣頭3與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2的連接處裝置有密封圈7。為了能夠方便地滿足不同焦距的CO2激光器的使用需求，且防止因震動(dòng)引起的錯(cuò)位和氣流不穩(wěn)，長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2套接在連接套I上且可沿連接套I上下調(diào)節(jié)并可通過鎖緊機(jī)構(gòu)6鎖緊固定在連接套I上。而且為了使本實(shí)用新型的使用長(zhǎng)度調(diào)節(jié)方便，長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2與連接套I通過螺紋連接。為了使鎖緊機(jī)構(gòu)6的設(shè)置及調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單方便，且連接可靠，鎖緊機(jī)構(gòu)6為鎖緊螺釘，而且在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2上設(shè)置有用于與鎖緊螺釘相連接的連接孔21，并且在實(shí)際的設(shè)置中，連接孔21設(shè)置有兩個(gè)，而且軸對(duì)稱地設(shè)置在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2上，在每個(gè)連接孔21上分別對(duì)應(yīng)連接有一鎖緊螺釘。為了減輕本實(shí)用新型的整體重量，又能避免二次激光輻射可能對(duì)操作人員造成的傷害，吹氣頭3的下部設(shè)置有上端開口小、下端開口大的呈倒碗狀結(jié)構(gòu)的凹槽31。而且為了使吹氣頭3與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2之間的拆裝方便，且連接可靠，吹氣頭3與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2通過螺紋連接固定，而且由圖2可知，密封圈7是裝置在二者螺紋配合底部 處設(shè)置的密封圈槽內(nèi)。本實(shí)用新型工作時(shí)，氬氣等惰性氣體分兩路通過水平進(jìn)氣管9流入儲(chǔ)氣腔8內(nèi)，氣體通過儲(chǔ)氣腔8下方的圓環(huán)狀吹氣口 81形成氣簾，在激光熔池的周圍形成氣體保護(hù)，同時(shí)氬氣等惰性氣體分四路通過軸對(duì)稱設(shè)置的進(jìn)氣管10同時(shí)吹向激光熔池，在激光熔池上方和被軸對(duì)稱的進(jìn)氣管10破壞的氣簾位置實(shí)現(xiàn)氣體保護(hù)，實(shí)現(xiàn)激光熔池與外界空氣隔絕的目的。本實(shí)用新型的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)不同焦距的使用需求旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2，減少螺紋連接的配合圈數(shù)可增長(zhǎng)本實(shí)用新型的長(zhǎng)度，反之，增加螺紋連接的配合圈數(shù)可縮短本實(shí)用新型的長(zhǎng)度，當(dāng)確定所使用的焦距后，調(diào)節(jié)本實(shí)用新型的長(zhǎng)度使得軸對(duì)稱設(shè)置的進(jìn)氣管10的出氣口 101指向激光熔池的中心，此時(shí)旋緊鎖緊螺釘，使連接套I和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒2的相對(duì)位置固定，防止因震動(dòng)引起的錯(cuò)位和氣流不穩(wěn)，從而實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型是通過實(shí)施例來描述的，但并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限制，參照本實(shí)用新型的描述，所公開的實(shí)施例的其他變化，如對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于包括由上往下依序同軸連接的連接套(I)、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2)和吹氣頭(3)，所述連接套(I)、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2)和吹氣頭(3)均為上下方向中通的結(jié)構(gòu)體，其中所述吹氣頭(3)套接在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2)上且與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2)之間形成有可使吹出的保護(hù)氣體在激光熔池的周圍形成垂直保護(hù)氣簾的帶圓環(huán)狀吹氣口(81)的儲(chǔ)氣腔 (8)，所述吹氣頭(3)上設(shè)置有與該儲(chǔ)氣腔(8)相連通的水平進(jìn)氣管(9)，所述吹氣頭(3)上還設(shè)置有可將保護(hù)氣體直接吹向激光熔池的進(jìn)氣管(10)，所述進(jìn)氣管(10)的出氣口(101)位于圓環(huán)狀吹氣口(81)的下方內(nèi)側(cè)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述進(jìn)氣管(10)設(shè)置有四個(gè)，且所述四個(gè)進(jìn)氣管(10)軸對(duì)稱地設(shè)置在上述吹氣頭(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述進(jìn)氣管(10)為直管，所述直管由上向下、由外向內(nèi)傾斜地插接在上述吹氣頭(3)上，且所述直管的中心軸與水平方向呈45°角。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述水平進(jìn)氣管(9 )設(shè)置有二個(gè)，且所述二個(gè)水平進(jìn)氣管(9 )軸對(duì)稱地設(shè)置在上述吹氣頭(3 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述吹氣頭(3)與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2)的連接處裝置有密封圈(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2)套接在連接套(I)上且可沿連接套(I)上下調(diào)節(jié)并可通過鎖緊機(jī)構(gòu)(6)鎖緊固定在連接套(I)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2 )與連接套(I)通過螺紋連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述鎖緊機(jī)構(gòu)(6)為鎖緊螺釘，上述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2)上設(shè)置有用于與所述鎖緊螺釘相連接的連接孔(21)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述0)2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述吹氣頭(3)的下部設(shè)置有上端開口小、下端開口大的呈倒碗狀結(jié)構(gòu)的凹槽(31)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，其特征在于上述吹氣頭(3)與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒(2)通過螺紋連接固定。
專利摘要一種CO2激光器專用熔池氣體保護(hù)裝置，包括由上往下依序同軸連接的連接套、長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒和吹氣頭，吹氣頭與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)筒之間形成有可在激光熔池的周圍形成垂直保護(hù)氣簾的儲(chǔ)氣腔，在吹氣頭上設(shè)置有與該儲(chǔ)氣腔相連通的水平進(jìn)氣管和可將保護(hù)氣體直接吹向激光熔池的進(jìn)氣管。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于機(jī)械加工，生產(chǎn)成本低，四氣流通道吹氣外加氣簾保護(hù)式結(jié)構(gòu)更適合在敞開式聚焦光路的CO2激光器上使用，裝置整體長(zhǎng)度可調(diào)，能保證在很長(zhǎng)的焦距范圍內(nèi)使用，同時(shí)鎖緊機(jī)構(gòu)可防止因震動(dòng)引起的錯(cuò)位和氣流不穩(wěn)，四個(gè)進(jìn)氣管直接指向激光熔池，氣體利用率高，熔池保護(hù)效果好，吹氣頭下方設(shè)置有凹槽，既減輕了重量，又避免了二次激光輻射對(duì)操作人員造成的傷害。
文檔編號(hào)C23C24/10GK202763282SQ20122040388
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者佟鑫, 李福海, 劉敏, 代明江, 鄧暢光, 馬文有, 陳興馳 申請(qǐng)人:廣州有色金屬研究院