[发明专利]一种激光沉积喷头

说明书

本发明公开一种激光沉积喷头，包括高压气流加热器和喷嘴，喷嘴的中心开设有拉阀管，拉阀管从喷嘴的上端面延伸至喷嘴的下端面，拉阀管从上之下包括依次相连的收缩段、喉口和扩张段，喷嘴上设有与喉口相连通的送粉管，送粉管延伸至喷嘴的外部，喷嘴的上端设有光路系统接口，喷嘴在光路系统接口的底部向下开设有激光通道，激光通道的下端延伸至喷嘴的下端面，激光通道的轴线与拉阀管的轴线相交；高压气流加热器设置于喷嘴的上端，高压气流加热器的高压气流出口与拉阀管收缩段的入口连通。本发明激光沉积喷头能够将激光光路系统、送粉管道和出粉喷头集成在一起，简化激光沉积的整体装置并且提高粉末利用率以及涂层质量。

技术领域

本发明属于激光沉积技术领域，具体涉及一种激光沉积喷头。

背景技术

激光沉积技术，是以激光辐照热能与高速粒子动能结合，激光辐照热能来自于激光，高速粒子动能来自于高压气流推动力，高速粒子在激光的照辐下，瞬间调节和改善材料的力学性能和碰撞沉积状态，在保持固态沉积特性的同时，也提高了涂层的使用性能。

在激光沉积技术的实施过程中，激光发生装置为一套设备，包括激光器、光纤、光路系统和水冷机，光路系统固定于机器手臂上进行激光的移动；送粉装置为一套设备，包括送粉管道、送粉器、粉末分流器和出粉喷头，由其他装置汇总连接到出粉喷头达到送粉的效果；高压气流装置为一套设备，包括高压气瓶，高压气流管道和承压装置，导致激光沉积的整体装置过于杂乱与臃肿，连接设备数量多，送粉管、送气管和水冷管数量多，依赖于多种简单装置的外部结合，整体装备的集成度低，结构紧密度低，导致工作效率低，粉末利用率不高。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种激光沉积喷头，本发明激光沉积喷头能够将激光光路系统、送粉管道和出粉喷头集成在一起，简化激光沉积的整体装置并且提高粉末利用率以及涂层质量。

本发明采用的技术方案如下：

一种激光沉积喷头，包括高压气流加热器和喷嘴，喷嘴的中心开设有拉阀管，拉阀管从喷嘴的上端面延伸至喷嘴的下端面，拉阀管从上之下包括依次相连的收缩段、喉口和扩张段，喷嘴上设有与喉口相连通的送粉管，送粉管延伸至喷嘴的外部，喷嘴的上端设有光路系统接口，喷嘴在光路系统接口的底部向下开设有激光通道，激光通道的下端延伸至喷嘴的下端面，激光通道的轴线与拉阀管的轴线相交；高压气流加热器设置于喷嘴的上端，高压气流加热器的高压气流出口与拉阀管收缩段的入口连通。

优选的，喷嘴上在拉阀管的周围对称设置若干喷嘴在光路系统接口以及与光路系统接口对应的激光通道，所有激光通道的轴线与拉阀管的轴线相交于一点。

优选的，喷嘴中设有水冷结构，水冷结构具有入口和出口。

优选的，水冷结构包括水冷环形管腔和水冷直管，水冷环形管腔围绕在拉阀管的周围，水冷直管包括进水水冷直管和出水水冷直管，进水水冷直管以及出水水冷直管的一端与水冷环形管腔连通，进水水冷直管以及出水水冷直管的另一端延伸至喷嘴的外部，进水水冷直管与水冷环形管腔的连通点和出水水冷直管与水冷环形管腔的连通点对称。

优选的，水冷环形管腔包括上部水冷环形管腔和下部水冷环形管腔，上部水冷环形管腔位于拉阀管喉口的周围，下部水冷环形管腔位于喷嘴的下端靠近下端面的位置，下部水冷环形管腔位于拉阀管扩张段以及激光通道的外围，上部水冷环形管腔和下部水冷环形管腔上均连接有进水水冷直管以及出水水冷直管。

优选的，送粉管的轴线与拉阀管的轴线垂直。

优选的，高压气流加热器内部设有加热腔，加热腔中设有加热元件，加热腔的上端连接有高压气流接口，加热腔的下端与拉阀管收缩段的入口连通。

优选的，高压气流加热器上连接有温度检测和控制系统，温度检测和控制系统包括测温管和控制器，测温管设置于加热腔中，测温管以及加热元件均与控制器连接。

本发明具有如下有益效果：