[发明专利]一种激光熔覆送粉设备及送粉方法

说明书

本发明公开一种激光熔覆送粉设备及送粉方法，涉及激光熔覆技术领域，以解决不能实时送粉、粉末混合不均及结构复杂的问题。激光熔覆送粉设备包括供粉单元、静态混粉单元、分粉单元和喷嘴，供粉单元用于供应至少两种粉末。静态混粉单元与供粉单元连通，用于接收并混合至少两种粉末。分粉单元与静态混粉单元连通，用于均匀分配混合后粉末。喷嘴与分粉单元连通，用于喷射并在工件表面集聚混合后粉末。激光熔覆送粉方法，包括以下步骤：利用供粉单元可控的向静态混粉单元供应至少两种粉末；利用静态混粉单元混合至少两种粉末；利用泄压单元泄放混合后粉末的压力；利用分粉单元将混合后粉末均匀分配；利用喷嘴将混合后粉末喷射并集聚在工件表面。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其涉及一种激光熔覆送粉设备及送粉方法。

背景技术

激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的工件表面改性技术，它通过激光熔覆喷嘴在工件表面添加熔覆材料(一般为粉末)，并利用高能密度的激光束使之与工件表面薄层一起熔凝的方法，在工件表面形成冶金结合的添料熔覆层。该熔覆层能够显著改善工件表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性。

随着功能复合材料、功能梯度材料等应用领域的拓展，工业界对多种粉末混合下激光熔覆加工需求越来越多。由于不同类型粉末之间的颗粒尺寸、密度、形状等方面存在差异，如何实现多种粉末实时输送及均匀混合面临着重大挑战。

现有技术中，对于多种粉末的混合送粉主要有两种方法。第一种，离线搅拌混合送粉，该方法主要利用人工搅拌或者机器搅拌的方式，将不同种类的粉末按照预设比例进行混合并搅拌，然后输送至喷嘴。虽然，采用离线搅拌混合送粉方法可获得混合均匀的粉末，但是无法实时调节粉末的供应量，且不能根据实际需求实时输送混合粉末。第二种，在线搅拌混合，该方法主要利用搅拌机构对混合后的粉末进行在线搅拌，这种混合装置一般需要动力源(如电机)，利用电机带动搅拌叶片对粉末进行混合搅拌，提高粉末混合的均匀性。这类装置往往配备不同的送粉器，虽然可以实现粉末供应量的实时调节，然而装置结构复杂，体积较大，需要额外动力源，且无法实现粉末的在线式分流，尤其是，由于装置腔体较大，导致送粉的响应时间较长，影响激光熔覆的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光熔覆送粉设备及送粉方法，用于实时输送并调节至少两种粉末的输送量，采用静态混粉单元，使得激光熔覆送粉设备均匀混粉的情况下，简化设备结构以及减小设备体积。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种激光熔覆送粉设备，包括：供粉单元，供粉单元用于供应至少两种粉末，每一粉末的流量可调。静态混粉单元，静态混粉单元与供粉单元连通，用于接收并混合至少两种粉末。分粉单元，分粉单元与静态混粉单元连通，用于均分混合后粉末。喷嘴，喷嘴与分粉单元连通，用于喷射并在工件表面集聚混合后粉末。

采用上述技术方案时，供粉单元在供应至少两种粉末时，可对每一种粉末的流量进行单独控制，实现每一种粉末输送量的实时调节，使得粉末按照实际需求进行输送，避免粉末的浪费。同时多种粉末按照预设流量进行输送，避免多种粉末因配比变化，导致激光熔覆层的功能特性降低。供粉单元将多种粉末输送至静态混粉单元，多种粉末在静态混粉单元内进行混合。静态混粉单元无需外加动力源，即可实现多种粉末的充分混合，节约能源和设备投入成本。静态混粉单元在进行混粉工作时，各构件之间无相对位置的变化，整体结构简单，所占空间较小，使得设备整体结构的稳定性增强，延长了设备的使用寿命。

第二方面，本发明还提供一种激光熔覆送粉方法。该激光熔覆送粉方法包括以下步骤：

利用供粉单元可控的向静态混粉单元供应至少两种粉末。利用静态混粉单元混合至少两种粉末。利用泄压单元泄放混合后粉末的压力。利用分粉单元将混合后粉末均匀分配。利用喷嘴将混合后粉末喷射并集聚在工件表面。

与现有技术相比，第二方面提供的激光熔覆送粉方法的有益效果与第一方面所描述的激光熔覆送粉设备的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明