本实用新型专利技术提供了一种高精度同轴送粉装置，包括送粉喷头和三维调整机构，所述送粉喷头包括同轴布置的外套和内套，外套与内套的上部固定连接，外套与内套的中部形成封闭的粉末混合腔，外套与内套的下部形成粉末汇聚通道，外套上设有进粉管，进粉管与粉末混合腔相通，三维调整机构与送粉喷头的上端固定连接，以调整送粉喷头的中心位置和高度。该装置通过粉末混合腔对粉末进行混合、均匀分布后再进入粉末汇聚通道，形成汇聚趋势，粉末从粉末汇聚通道末端喷射出来，获得精准控制的圆形粉斑，同时通过三维调整机构调整送粉喷头的中心位置和高度，有效保证了高能激光束沿送粉喷头中心线聚焦成圆形光斑，与粉斑重合，满足激光高速熔覆工艺需求。覆工艺需求。覆工艺需求。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度同轴送粉装置
[0001]本技术属于激光加工
，具体涉及一种高精度同轴送粉装置。
技术介绍
[0002]在激光高速熔覆过程中，激光在空中加热合金粉末颗粒并在熔池上方融化，从而让粉末束吸收大部分激光能量，而只让小部分激光能量作用于工件表面形成很薄的熔池，从而减少粉末颗粒在熔池中的熔化时间，大幅提高了熔覆速度。
[0003]随着高功率激光器技术发展以及使用成本的大幅下降，8KW
‑
20KW高功率激光熔覆技术正在获得大力推广；激光高速熔覆处于快速发展阶段，工程应用设备及主要配套附件逐步替代进口，研制高精度高效率的同轴送粉喷头是推广激光高速熔覆技术应用的迫切需求。送粉喷头重要的性能参数是输出粉末流聚焦焦距(粉末流汇聚点到处出粉口距离)和汇聚的粉末流直径，激光束的光斑直径和粉流直径的比值将影响粉末利用率和熔覆层的形貌及尺寸，因此同轴送粉头的关键设计是：在保证粉末流和激光束同轴输出的同时，可以根据具体工艺要求，精确地调整激光光斑直径和粉末流直径。
[0004]激光高速熔覆需要高的能量密度，采用圆形光斑直径小于2 mm，但普通同轴送粉头的粉末汇聚性差，粉末汇聚直径在2
‑
3mm之间，粉斑大于光斑直径，这使得部分粉末喷射到光斑外部，粉末浪费多，导致粉末利用率低，近而造成加工成本增加。
[0005]另外，普通同轴送粉头还存在粉末汇聚前，粉末在四周空间上分布不均的问题，粉末的进口数是有限的，为了控制精确汇聚过程，必需要实现粉末在粉末混合腔内均匀混合。
技术内容
[0006]本技术的目的是提供一种高精度同轴送粉装置，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。
[0007]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]一种高精度同轴送粉装置，包括送粉喷头和三维调整机构，所述送粉喷头包括同轴布置的外套和内套，所述内套设置于外套的内侧，所述外套与内套的上部固定连接，所述外套与内套的中部形成封闭的粉末混合腔，所述外套与内套的下部形成环形的粉末汇聚通道，所述外套上设有进粉管，所述进粉管与所述粉末混合腔相通，所述三维调整机构与所述送粉喷头的上端固定连接，以调整送粉喷头的中心位置和高度。
[0009]进一步的，所述外套和内套为同轴的圆锥形结构，所述内套的中心孔构成激光束通道，所述内套上部外侧设有螺纹，与外套上部通过螺纹连接。
[0010]进一步的，所述内套上部还螺纹连接有用于固定外套的锁紧螺母。
[0011]进一步的，所述外套的内壁与所述送粉喷头轴线之间的夹角为15～20
°
。
[0012]进一步的，所述外套中部沿外套周向均匀设置有三个水平方向的进粉孔，所述进粉孔一端与进粉管连接，另一端与粉末混合腔相通。
[0013]进一步的，所述外套上部沿外套周向设置有冷水腔，所述外套上连接有冷水进水
管和冷水出水管，所述冷水进水管和冷水出水管均与冷水腔相连通。
[0014]进一步的，所述内套外壁上对应粉末混合腔处设有凹槽，所述凹槽上固定设置有若干长圆棒和短圆棒，所述长圆棒和短圆棒均沿内套周向等间距布置，且长圆棒和短圆棒在空间上交错布置。
[0015]进一步的，所述长圆棒平行布置于凹槽底面上，所述短圆棒垂直于凹槽侧面布置。
[0016]进一步的，所述三维调整机构包括升降套筒、调整本体、滑动法兰和连接套，所述升降套筒下端与送粉喷头的上端连接，所述升降套筒的上端与所述调整本体的下端滑动连接，所述调整本体具有封闭腔体，所述滑动法兰活动安装于该封闭腔体内，且通过调节螺栓调节滑动法兰在封闭腔体内X向和Y向两自由度滑动，所述连接套的下端固定连接于滑动法兰上。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0018](1)本技术提供的这种高精度同轴送粉装置通过粉末混合腔对金属粉末进行混合搅拌，并在空间均匀分布再进入锥体形状的粉末汇聚通道，形成汇聚趋势，粉末从粉末汇聚通道末端喷射出来，获得精准控制的圆形粉斑，同时通过三维调整机构调整送粉喷头的中心位置和高度，有效保证了高能激光束沿送粉喷头中心线聚焦成圆形光斑，与粉斑重合，满足激光高速熔覆工艺需求。
[0019](2)本技术提供的这种高精度同轴送粉装置设计送粉喷头的外套与内套上部螺纹连接，通过螺纹的微量转动，调整内套与外套在高度方向的相对位置，以精确调整出粉口的环形宽度，从而可精准控制粉末流汇聚的直径大小，解决了普通送粉喷嘴汇聚的粉斑直径大、粉末浪费多的问题，提高了粉末利用率，降低了激光加工的成本。
[0020]以下将结合附图对本技术做进一步详细说明。
附图说明
[0021]图1是本技术高精度同轴送粉装置的结构示意图；
[0022]图2是本技术高精度同轴送粉装置中送粉喷头的结构示意图；
[0023]图3是本技术高精度同轴送粉装置中内套的结构示意图。
[0024]附图标记说明：1、外套；2、内套；3、进粉孔；4、冷水腔；5、进粉管；6、升降套筒；7、连接套；8、滑动法兰；9、调节螺栓；10、调整本体；11、锁紧螺母；12、粉末混合腔；13、长圆棒；14、短圆棒；15、粉末汇聚通道；16、激光束通道；17、冷水进水管；18、冷水出水管。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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。
[0027]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义；在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
[0028]如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种高精度同轴送粉装置，包括送粉喷头和三维调整机构，所述送粉喷头包括同轴布置的外套1和内套2，所述内套2设置于外套1的内侧，所述外套1与内套2的上部固定连接，所述外套1与内套2的中部形成封闭的粉末混合腔12，所述外套1与内套2的下部形成环形的粉末汇聚通道15，所述外套1上设有进粉管5，所述进粉管5与所述粉末混合腔1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度同轴送粉装置，其特征在于：包括送粉喷头和三维调整机构，所述送粉喷头包括同轴布置的外套和内套，所述内套设置于外套的内侧，所述外套与内套的上部固定连接，所述外套与内套的中部形成封闭的粉末混合腔，所述外套与内套的下部形成环形的粉末汇聚通道，所述外套上设有进粉管，所述进粉管与所述粉末混合腔相通，所述三维调整机构与所述送粉喷头的上端固定连接，以调整送粉喷头的中心位置和高度。2.如权利要求1所述的高精度同轴送粉装置，其特征在于：所述外套和内套为同轴的圆锥形结构，所述内套的中心孔构成激光束通道，所述内套上部外侧设有螺纹，与外套上部通过螺纹连接。3.如权利要求2所述的高精度同轴送粉装置，其特征在于：所述内套上部还螺纹连接有用于固定外套的锁紧螺母。4.如权利要求2所述的高精度同轴送粉装置，其特征在于：所述外套的内壁与所述送粉喷头轴线之间的夹角为15～20
°
。5.如权利要求1所述的高精度同轴送粉装置，其特征在于：所述外套中部沿外套周向均匀设置有三个水平方向的进粉孔，所述进粉孔一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌勇，柳洁，张炜，
申请(专利权)人：武汉武钢华工激光大型装备有限公司，
类型：新型
国别省市：
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