CN218666291U - 一种冶金表层修复用激光熔覆机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光熔覆机的领域，公开了一种冶金表层修复用激光熔覆机，其包括机械臂，机械臂一端设置有激光发射器，激光发射器远离机械臂的一端设置有激光输送管，激光输送管外部设置有熔覆头，熔覆头内开设有激光射孔，熔覆头内开设有成型环槽，成型环槽内设置有粉末喷管与气体喷管，粉末喷管与气体喷管用于配合激光形成熔覆层，其特征在于：成型环槽内设置有用于分隔成型环槽的分隔板，熔覆头上开设有进液孔与出液孔，进液孔与出液孔分别位于靠近分隔板的两侧。本申请具有提高冷却液体的利用率，并确保粉末喷管与气体喷管的冷却效率的效果。

Description

一种冶金表层修复用激光熔覆机

技术领域

本申请涉及激光熔覆机的领域，尤其是涉及一种冶金表层修复用激光熔覆机。

背景技术

目前激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的熔覆层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。

相关技术中，一种激光熔覆机，包括机械臂，机械臂上设置有激光发射器，激光发射器底部固定有激光输送管，激光输送管外部设置有熔覆头，激光熔覆头内设置有多个粉末喷管与多个气体喷管，粉末喷管与气体喷管用于输送气体于粉末配合激光形成熔覆层。激光熔覆头与激光输送管之间形成环形槽，粉末喷管与气体喷管设置于成型环槽内，成型环槽外壁上形成有进液孔与出液孔。工作时，由进液孔进入冷却的液体，在成型环槽内对粉末喷管与气体喷管进行降温，从而避免粉末管道内的粉末在高温下发生膨胀，导致粉末堵塞于粉末管道内，为了提高液体的冷却效率，通常将进液孔与出液孔分别设置熔覆头相对的两侧。

针对上述中的相关技术，采用这样的设计，冷却的液体在进入成型环槽后，会分别于激光输送管的两侧进行流动，故冷却液体的流动长度为半个成型环槽的长度，一方面会降低了冷却液体的利用率，另一方面由于冷却液体在成型环槽内为分流运动，需要保证两侧所遇到的阻力相同，才能使分流后的冷却液体流速相同，由于成型环槽内设置有粉末喷管与气体喷管，当流经粉末喷管与气体喷管时由于空间的减小冷却液体的流速会增加，当有杂质堵塞在液体的流动空间内时，会导致成型环槽的一侧阻力较大，从而会降低了液体的流动速度，从而影响位于这一侧粉末喷管与气体喷管的冷却速度，降低粉末喷管与气体喷管的冷却效率，亟待改进。

实用新型内容

为了提高冷却液体的利用率，并确保粉末喷管与气体喷管的冷却效率，本申请提供一种冶金表层修复用激光熔覆机。

本申请提供的一种冶金表层修复用激光熔覆机采用如下的技术方案：

一种冶金表层修复用激光熔覆机，包括机械臂，所述机械臂一端设置有激光发射器，所述激光发射器远离所述机械臂的一端设置有激光输送管，所述激光输送管外部设置有熔覆头，熔覆头内开设有激光射孔，所述熔覆头内开设有成型环槽，所述成型环槽内设置有粉末喷管与气体喷管，所述粉末喷管与所述气体喷管用于配合激光形成熔覆层，其特征在于：所述成型环槽内设置有用于分隔所述成型环槽的分隔板，所述熔覆头上开设有与所述成型环槽相连通的进液孔与出液孔，所述进液孔与所述出液孔分别位于靠近所述分隔板的两侧。

通过采用上述技术方案，工作时，激光发射机发出激光，并配合粉末喷管与气体喷管分别喷出的气体与粉末进行冶金表层修复，同时向进液孔内注入冷却液体，并由出液孔排出，从而达到对粉末喷管与气体喷管冷却的作用；采用这样的设计，冷却液体由分隔板的一侧进入成型环槽内，并流经一圈的成型环槽，从而在分隔板的另一侧排出，从而增加了冷却液体流经的长度，提高了冷却液体的利用率，且液体仅有一个流动通道，成型环槽内的液体流速相同，确保了多个粉末喷管与多个气体喷管的冷却效率。

优选的,所述粉末喷管与所述气体喷管侧壁均设置有冷却翅片。

通过采用上述技术方案，冷却翅片可以增加粉末喷管与冷却液体的接触面积，从而可以通过热传导的方式对粉末喷管与气体喷管进行降温，提高粉末喷管与气体喷管冷却的效率。

优选的，所述成型环槽两个侧壁均固定有多个导向块，所述导向块用于将流过所述粉末喷管与所述气体喷管的液体导向冷却翅片。

通过采用上述技术方案，使用导向块可以使液体能够更好的向导向块流动，从而加快导向块附近的液体流速，从而给可以更加高效的将粉末喷管与气体喷管外壁上的热能散发，提高粉末喷管与气体喷管的冷却效率。

优选的，所述冷却翅片侧壁上开设有导流槽，所述导流槽沿远离所述粉末喷管或所述气体喷管的方向向下倾斜开设。

通过采用上述技术方案，当液体流经导流槽时，会在导流槽的作用下向靠近成型环槽的底部流动，一方面可以增加冷却翅片与冷却液体的接触面积，提高散热效果，另一方面由于粉末喷管与气体喷管底部与熔覆头接触从而会导致连接处的温度较高，从而导致粉末喷管与气体喷管底部的温度相对较高，通过导流槽可以使成型环槽内液体进行混合，从而使粉末喷管与气体喷管底部能够更好的降低温度，确保粉末喷管与气体喷管冷却效率。

优选的，所述激光传送管上套设有粉末连通管与气体连通管，所述粉末连通管与多个所述粉末喷管相连通，所述粉末连通管上开设有粉末进口，所述气体连通管与多个所述气体喷管相连通，所述气体连通管上开设有气体进口。

通过采用上述技术方案，可以更加便捷的进行连接多个粉末喷管与多个气体喷管，提高激光熔覆机使用的便捷性。

优选的，所述粉末连通管与所述气体连通管均与所述激光输送管之间形成分隔间隙，所述粉末连通管与粉末喷管之间设置有用于固定所述粉末连通管的粉末导管，所述气体连通管与气体喷管之间设置有用于固定气体连通管的气体导管，所述气体导管上形成有插接槽，所述粉末连通管插接于所述插接槽内。

通过采用上述技术方案，粉末导管与气体导管配合进行固定粉末连通管，使用气体连通管进行固定气体连通管，可以避免气体连通管与粉末连通管与激光输送管接触，从而减少粉末连通管的温度提高，避免粉末受热膨胀堵塞于粉末连通管内，提高使用激光熔覆机的便捷性。

优选的，所述进液孔内设置有过滤块。

通过采用上述技术方案，使用过滤块可以减少有杂质进入成型环槽内，提高液体于成型环槽内流动的流畅性。

优选的，所述进液孔的高度低于所述出液孔的高度。

通过采用上述技术方案，由较低位置的进液孔注入液体，再由较高位置的出液孔排出，可以更好的使液体充满整个成型环槽，确保粉末喷管于气体喷管冷却的效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.冷却液体由分隔板的一侧进入成型环槽内，并流经一圈的激光输送管道，从而在分隔板的另一侧排出，从而增加了冷却液体流经的的长度，提高了冷却液体的利用率，且液体仅有一个流动通道，成型环槽内的液体流速相同，确保了粉末喷管与气体喷管的冷却效率；

2.冷却翅片可以增加粉末喷管与冷却液体的接触面积，从而可以通过热传导的方式对粉末喷管与气体喷管进行降温，提高粉末喷管与气体喷管冷却的效率；

3.通过导向块将冷却液体导向冷却翅片，在配合导流槽时液体向成型环槽的底部流动，一方面可以增加冷却翅片与冷却液体的接触面积，提高散热效果，另一方面由于粉末喷管与气体喷管底部与熔覆头接触从而会导致连接处的温度较高，从而导致粉末喷管与气体喷管底部的温度相对较高，通过导流槽可以使成型环槽内液体进行混合，从而使粉末喷管与气体喷管底部能够更好的降低温度，确保粉末喷管与气体喷管冷却效率。

附图说明

图1是本申请实施例的一种冶金表层修复用激光熔覆机的结构示意图。

图2是本申请实施例为突出显示熔覆头的结构示意图。

图3是图2中沿B-B向的剖视图。

图4是图2中沿A-A向的剖视图。

图5是本申请实施例为突出显示导流槽的结构示意图。

附图标记：1、激光发射器；2、气体连通管；3、气体导管；4、粉末连通管；5、粉末导管；6、出液管；7、注液管；8、熔覆头；9、注气管；10、注料管；11、机械臂；12、出液孔；13、进液孔；14、激光输送管；15、成型环槽；16、分隔间隙；17、插接槽；18、气体喷管；19、激光射孔；20、粉末喷管；21、冷却翅片；22、导向块；23、分隔板；24、导流槽；25、过滤块。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种冶金表层修复用激光熔覆机。

参照图1、图2和图4，一种冶金表层修复用激光熔覆机，包括机械臂11，机械臂11包括多个转动连接的机械杆，机械杆上设置有用于驱动机械杆转动驱动气缸。机械臂11的一端固定有激光发射器1，激光发射器1远离机械臂11的一端固定有激光输送管14，激光输送管14呈圆环状，激光输送管14外部螺纹配合连接有熔覆头8，熔覆头8呈圆台状，外径沿远离激光输送管14的方向逐渐减小，熔覆头8内开设有激光射孔19，激光射孔19内径沿运力所述激光输送管14的方向逐渐减小。熔覆头8内还开设有成型环槽15，成型环槽15与熔覆头8同轴设置，成型环槽15内固定有粉末喷管20与气体喷管18，粉末喷管20与气体喷管18圆周阵列间隔设置，粉末喷管20与气体喷管18底部贯穿熔覆头8设置，粉末喷管20与气体喷管18用于与激光配合形成熔覆层，粉末喷管20与气体喷管18底部固定于熔覆头8上，粉末喷管20与气体喷管18侧壁与成型环槽15内壁之间存在空隙。成型环槽15内固定有用于分隔成型环槽15的分隔板23，分隔板23沿熔覆头8的轴向方向设置，熔覆头8侧壁开设有进液孔13与出液孔12，进液孔13与出液孔12分别位于靠近分隔板23的两侧，进液孔13位于成型环槽15的底部，进液孔13开口端固定有注液管7，出液孔12位于成型环槽15上侧,出液孔12开口端固定有出液管6。进液孔13处固定有过滤块25，过滤块25为蜂窝状过滤器。

采用这样的设计，有进液孔13注入冷却液体，冷却液体经过一圈的成型环槽15由出液孔12排出，从而可以使液体充分的与粉末喷管20与气体喷管18接触，降低了粉末喷管20的温度，提高冷却液体的利用率，减少粉末原料膨胀堵塞粉末喷管20的情况发生；并且仅采用一条通路，可以使液体能够更加便捷的流经每一个粉末喷管20与气体喷管18，确保粉末喷管20与气体喷管18的冷却效率。

参照图2和图5，粉末喷管20与气体喷管18侧壁均固定有冷却翅片21，冷却翅片21设置于粉末喷管20或气体喷管18背离冷却液体流向的一侧，冷却翅片21竖直方向沿粉末喷管20的长度方向固定，冷却翅片21水平方向沿激光输送管14的切线方向设置，冷却翅片21厚度沿远离粉末喷管20或气体喷管18的方向逐渐减小。成型环槽15两个侧壁均固定有多个导向块22，导向块22沿粉末喷管20的长度方向设置，导向块22用于将流过粉末喷管20与气体喷管18的液体导向冷却翅片21。冷却翅片21侧壁开设有导流槽24，导流槽24沿远离粉末喷管20或气体喷管18的方向向下倾斜开设。

采用这样的设计通过冷却冷却翅片21，并通过热传导的方式降低粉末喷管20与气体喷管18的温度，可以使粉末喷管20与气体喷管18能够更好的进行冷却，提高粉末喷管20与气体喷管18的散热效果。

参照图2和图3，激光输送管14上套设有粉末连通管4与气体连通管2，粉末连通管4与气体连通管2均呈圆环状，粉末连通管4与气体连通管2均与激光输送管14之间形成分隔间隙16，粉末连通管4与粉末喷管20之间固定有用于固定粉末连通管4的粉末导管5，气体连通管2与气体喷管18之间固定有用于固定气体连通管2的气体导管3，气体导管3弯针设置，并形成插接槽17，粉末连通管4插接于插接槽17内。粉末连通管4外壁上卡斯和有粉末进口，粉末进口连接有注料管10，气体连通管2外壁上开设有气体进口，气体进口连接有注气管9。

采用这样的设计可以更加便捷的连接多个粉末喷管20与多个气体喷管18，提高使用激光熔覆机的便捷性。

本申请实施例一种冶金表层修复用激光熔覆机的实施原理为：工作时，通过机械臂11调节熔覆头8的位置，激光发射器1射出激光，并配合粉末喷管20与气体喷管18，从而形成熔覆层，实现对冶金表层修复的工作，在激光工作的同时，由进液孔13注入冷却液体并由出液口排出，从而降低粉末喷管20与气体喷管18的温度；采用这样的设计可以使粉末喷管20能够更好的降低温度，避免粉末喷管20温度升高，造成粉末的膨胀，导致粉末喷管20发生堵塞，提高使用粉末喷管20的便捷性，通过分隔板23将冷却液体于成型环槽15内形成一条输送通道，可以更好的对每一个粉末喷管20与气体喷管18进行降温，提高粉末喷管20温度降低的效率，并提高冷却液体的利用率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冶金表层修复用激光熔覆机，包括机械臂(11)，所述机械臂(11)一端设置有激光发射器(1)，所述激光发射器(1)远离所述机械臂(11)的一端设置有激光输送管(14)，所述激光输送管(14)外部设置有熔覆头(8)，所述熔覆头(8)内开设有激光射孔(19)，所述熔覆头(8)内还开设有成型环槽(15)，所述成型环槽(15)内设置有粉末喷管(20)与气体喷管(18)，所述粉末喷管(20)与所述气体喷管(18)用于配合激光形成熔覆层，其特征在于：所述成型环槽(15)内设置有用于分隔所述成型环槽(15)的分隔板(23)，所述熔覆头(8)上开设有与所述成型环槽(15)相连通的进液孔(13)与出液孔(12)，所述进液孔(13)与所述出液孔(12)分别位于靠近所述分隔板(23)的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种冶金表层修复用激光熔覆机，其特征在于：所述粉末喷管(20)与所述气体喷管(18)侧壁均设置有冷却翅片(21)。

3.根据权利要求2所述的一种冶金表层修复用激光熔覆机，其特征在于：所述成型环槽(15)两个侧壁均固定有多个导向块(22)，所述导向块(22)用于将流过所述粉末喷管(20)与所述气体喷管(18)的液体导向冷却翅片(21)。

4.根据权利要求3所述的一种冶金表层修复用激光熔覆机，其特征在于：所述冷却翅片(21)侧壁上开设有导流槽(24)，所述导流槽(24)沿远离所述粉末喷管(20)或所述气体喷管(18)的方向向下倾斜开设。

5.根据权利要求1所述的一种冶金表层修复用激光熔覆机，其特征在于：所述激光传送管上套设有粉末连通管(4)与气体连通管(2)，所述粉末连通管(4)与多个所述粉末喷管(20)相连通，所述粉末连通管(4)上开设有粉末进口，所述气体连通管(2)与多个所述气体喷管(18)相连通，所述气体连通管(2)上开设有气体进口。

6.根据权利要求5所述的一种冶金表层修复用激光熔覆机，其特征在于：所述粉末连通管(4)与所述气体连通管(2)均与所述激光输送管(14)之间形成分隔间隙(16)，所述粉末连通管(4)与粉末喷管(20)之间设置有用于固定所述粉末连通管(4)的粉末导管(5)，所述气体连通管(2)与气体喷管(18)之间设置有用于固定气体连通管(2)的气体导管(3)，所述气体导管(3)上形成有插接槽(17)，所述粉末连通管(4)插接于所述插接槽(17)内。

7.根据权利要求1所述的一种冶金表层修复用激光熔覆机，其特征在于：所述进液孔(13)内设置有过滤块(25)。

8.根据权利要求1所述的一种冶金表层修复用激光熔覆机，其特征在于：所述进液孔(13)的高度低于所述出液孔(12)的高度。

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