一种新型载气式激光熔敷送粉器

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激光熔覆组合式送粉喷嘴的研制

粉喷嘴。该喷嘴带有送粉缓冲槽，倾斜角度可调，利用循环水进行冷却，适于大容量送粉器使用。实践证
明，该新型送粉喷嘴机加工工艺具有技术先进、冷却效果良好、输送粉末流均匀的特点，可以满足激光熔
覆的工业应用需求，大大提高了生产效率。
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｉｓｆｅｅｄｉｎｇｐｏｗｄｅｒｎｏｚｚｌｅｉｓａｄｖａｎｃｅｄ，ｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｇｏｏｄａｎｄｔｈｅｐｏｗｄｅｒｃｏｎｖｅｙｉｎｇｉｓｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ．Ｉｔｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ，ａｎｄｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒｏｄｕｃｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ，ｇｒａｖｉｔｙｆｅｅｄｉｎｇｐｏｗｄｅｒ，ｆｅｅｄｉｎｇｐｏｗｄｅｒｎｏｚｚｌｅ，ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅ，ａｃｏｍｂｉｎｅｄｇｒａｖｉｔｙｐｏｗｄｅｒｆｅｅｄｉｎｇｎｏｚｚｌｅｗｉｔｈｐｏｗｄｅｒｆｅｅｄｉｎｇｂｕｆｆｅｒｔａｎｋ，ａｄｊｕｓｔａｂｌｅｔｉｌｔａｎｇｌｅａｎｄｃｉｒ

激光熔覆摆针刮板式同步送粉器的设计

（ＳｅｙｎｓｔｅｏＡｔａｏ，ｈｅｅｃｄｍｉｃ－ｈｎａｇ１０１，Ｈ｝￣ｈｎａｇＩｔｔｆｕｍｔｎＣｉｓＡａｅｙｆｃｎｅＳｅｙｎ１０６ＣＮ）ｎｉｏｉｕｎｏＳｅ
Ａｂｓｒｃ：Ｉｒｅｏｄｌｅｎｗｄｒｓｅｄｌｔａｔｎｏｄｒｔｅｉｒｆｅｐｏｅｔａｉｙ，ａｎｗｃａｅｏｅｅｄｒｗｉｅｄｅｓｎｉｇｍｅｈｎｓｉｖｉｅｓｒｐｒｐｗｄｒｆｅｅｔｎｅｌｗｉｇｎｃａｉｍｓｈｄｖｌｐｄ，ｈｏｇｃｌｏｏｅａｌｉｔｏｅｅｏｅｔｒｕｈｗｈｉｈａｌｙｐｗｄｒｆｌｎｏｐｗｄｅｌｔｎｈｎｉｒｎｓｏｔｄｔｌｅｏｙｒｐａｅａｄｔｅｓｔａｐｒｅｏｍｏｔｎｐｏｌｂｃｒｎａＳｍｅｃｍｐｒｔｖｅｔｆｐｗｄｒｄｌｖｒｒｏｅａｔｇｇｓ．ｏｏａａｉｅｔｓｓｏｏｅｅｉｅｙｗｅｅｄｎ．Ｆｉｓｅｔｎｃｅ —ｂｓｄａｌｙｐｗ— ｉｒｔｔｓ：ｉｋｌａｅｌｏｏｄｅｒ，ａｕｎｍｎｉａｉｍａｂｄｔｅｅｔｄ，ｗｈｉｈｈｖａｓｉｅａｄｄｆｅｅｔｌｑｄｔｎｌｍｉｕａｄｔｔｎｕｃｒｉｅａｅｓｌｃｅｃａｅｓｍｅｍｅｈｓｚｎｉｒｎｉｕｉｉｆｅｙｉｐｗｄｅ．Ｓｃｎｅｔ：ｔｒｅｄｆｅｅｔｐａｔｃｅｓｚｆｔｔｎｕｃｒｉｅａｅｕｅ．ｈｒｅｔｄｆｅｅｔｐｒｏｒｅｏｄｔｓｈｅｉｆｒｎｒｉｌｉｅｏｉａｉｍａｂｄｒｓｄＴｉｄｔｓ：ｉｒｎａ－ｔｃｅｓｚｃｅ —ｂｓｄａｌｙｐｗｄｒａｅｕｅｏｃａｎｓｂｓｒｔ．ｈｅｒｓｌｓｓｏｔａｔｃｎｔａｓｏｉｌｉｅｎｉｋｌａｅｌｏｅｒｓｄｔｌｄｏｕｔａｅＴｅｕｔｈｗｈｔｉａｒｐｒｏｎｔｉｅｐｗｄｒｅｆｃｉｅｙ．ｆｎｏｅｆｅｔｖｌ

一种一体式激光熔覆同轴送粉喷嘴[发明专利]

专利名称：一种一体式激光熔覆同轴送粉喷嘴专利类型：发明专利
发明人：彭志学,彭志刚
申请号：CN201910124655.2
申请日：20190220
公开号：CN109680274A
公开日：
20190426
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及激光熔覆技术领域，特别涉及一种一体式激光熔覆同轴送粉喷嘴，包括一体成型的主体，主体具有顶壁、外壁和底壁，底壁中心开设有通孔，顶壁中心位置具有开口，开口边缘向下延伸与通孔侧壁相接从而形成激光束通道，顶壁、外壁、底壁和激光束通道的侧壁合围形成空腔，空腔内穿设有粉末通道，粉末通道露在主体外部的部分设有进口，底壁开设有与粉末通道连通的粉末出口；空腔内还设有充入惰性气体的气体通道，气体通道在主体的外部设有气体进口，底壁上设有与气体通道连通的气体出口；主体上还设有冷却水通道，喷嘴主体采用一体式结构的设计与加工，可以保证喷嘴再冷热交替情况下，变形一致不会出现松动脱落等失效现象。

申请人：江苏镭电嘉成激光科技有限公司
地址：213161 江苏省常州市武进区常武中路18号常州科教城中科创业中心B-101室
国籍：CN
代理机构：常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)
代理人：王巍巍
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激光熔覆送粉机技术指标

激光熔覆送粉机技术指标激光熔覆送粉机是一种利用激光束对金属表面进行熔覆处理的设备。

它通过高能激光束将金属粉末熔化并喷射到工件表面，形成一层均匀、致密、高质量的熔覆涂层。

激光熔覆送粉机的技术指标对于设备的性能和熔覆效果具有重要的影响。

下面将介绍几个关键的技术指标。

1. 激光功率激光熔覆送粉机的激光功率是指激光器输出的功率大小。

激光功率的大小直接影响到熔覆涂层的质量和厚度。

一般来说，激光功率越大，熔覆涂层的质量和厚度就越好。

但是过大的激光功率会引起过热和熔覆涂层的变形，因此需要根据具体的熔覆要求选择适当的激光功率。

2. 扫描速度扫描速度是激光熔覆送粉机中激光束在工件表面移动的速度。

扫描速度的选择需要考虑到熔覆涂层的质量、厚度和生产效率等因素。

如果扫描速度过快，可能导致熔覆涂层的质量下降；如果扫描速度过慢，会增加生产时间和成本。

因此，扫描速度的选择需要在保证熔覆质量的前提下尽量提高生产效率。

3. 粉末送粉速度粉末送粉速度是指金属粉末在送粉过程中的速度。

粉末送粉速度的大小直接影响到熔覆涂层的质量和厚度。

如果粉末送粉速度过快，可能导致熔覆涂层的质量下降；如果粉末送粉速度过慢，会增加生产时间和成本。

因此，粉末送粉速度的选择需要在保证熔覆质量的前提下尽量提高生产效率。

4. 焦点直径焦点直径是指激光束在焦点处的直径大小。

焦点直径的大小直接影响到熔覆涂层的质量和精度。

一般来说，焦点直径越小，熔覆涂层的质量和精度越高。

但是过小的焦点直径会增加焦点位置的调整难度，因此需要根据具体的熔覆要求选择适当的焦点直径。

5. 熔覆涂层的成分和结构熔覆涂层的成分和结构是指熔覆后形成的涂层的元素成分和微观结构。

熔覆涂层的成分和结构直接影响到涂层的性能和使用寿命。

一般来说，熔覆涂层的成分应与基材相似，结构应致密、无裂纹。

通过选择合适的熔覆参数和粉末材料，可以得到理想的熔覆涂层。

以上是激光熔覆送粉机的几个关键技术指标。

在实际应用中，需要根据具体的熔覆要求和工件材料选择合适的技术指标，以获得高质量的熔覆涂层。

一种便携式激光熔覆送粉器[实用新型专利]

专利名称：一种便携式激光熔覆送粉器专利类型：实用新型专利
发明人：黄世凡
申请号：CN201721081813.3
申请日：20170828
公开号：CN207294889U
公开日：
20180501
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种便携式激光熔覆送粉器，包括送粉装置和移动小车，送粉装置固定在移动小车上，移动小车主要包括底板支架、送粉器固定杆。

送粉装置主要包括盛粉筒、导粉轮、腔体、粉末漏斗、旋转轴、步进电机等零件。

本实用新型中送粉器的工作原理是：步进电机旋转带动旋转轴，旋转轴带动导粉轮，导粉轮与盛粉筒下接口保持适当的间隙，粉末均匀地被刮至腔体中然后通过气体带入激光熔覆熔池中。

本实用新型的送粉装置固定在移动小车上，方便了送粉器的移动，有利于激光熔覆现场的再制造；送粉装置可以在移动小车的竖直固定杆上上下移动，可以绕水平固定杆进行旋转，有利于粉末的装卸；送粉装置结构简单、体积小，送粉连续均匀。

申请人：杭州盛镭激光科技有限公司
地址：310000 浙江省杭州市江干区笕桥路1号2幢437室
国籍：CN
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FG 送粉器的设计
! ! 本文设计的送粉器，其粉末喂送装置采用封闭式载气系统，气动输送采用分路输送，可造成负压输送，利于粉末流动和分散；其主体结构采用分体式，粉斗、粉体腔可分离且内充平衡气体，主要部件粉体腔采用整体式结构；利用粉轮拨送粉末，交流微型电机提供动
!
收稿日期： "$$% T $2 T &&! ! ! 基金项目：天津市攻关项目（ $$%&$&$&& ）
表 !" #$%!& （ #$’% ）基本成份 ()*+ !" ,)-$. &/01/-$2$/3 /4 #$%!& （ #$’% ） " " " 5
成份含量 ’ %" 34 /$ 4" & 0 !" 3 ’. 5( 12 (6 #$ 余量
过渡区和熔敷层内部组织，如图 4 所示"
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" " 在落粉腔结构上，设计气流经入口进入再经入口下端的缩口后才进入落粉腔! 在气动力学上定义这种
［ #］ !根先收缩后扩大的喷管为缩放管，也称拉法尔管
#$%& 6" >5,;-$-= (?53?*4 ./ /**2$;% 0.12*34
" " 测定送粉量时发现，送粉量随转速的变化而变化，气流量影响粉流的速度! 气流量增大，粉流速度增大! 当然，送粉量的大小也与该种粉末的密度有一定关系! 因相同体积的粉末，其质量不一，故相同转速、气流条件下，密度大的，每分钟输送的粉末质量大! 6 ! 6" 送粉运输均匀性的表征 " " 对于送粉的均匀性问题，主要考察其单位时间内运输粉末的质量有无波动! 不同转速下送粉运输的情况是个因素很多、情况比较复杂的问题，用送粉精度来界定运输的稳定性，定义的送粉精度可用下式来表示： " " " ! = )" % )&
! ! ! 作者简介：刘常乐（ &:<" —），男，安徽省合肥市人，硕士研究生；杨洗陈（ &:=& —），男，回族，吉林省长春市人，教授，博士生导师*
万方数据
第 8 期" " " " " " " " " " " " " " 刘常乐等：一种新型载气式激光熔敷送粉器" " " " " " " " " " " " " " "
9 ) ’ = 0( = 8
据相似性原理，本系统中为了将粉轮沿圆周切线方向送出的初速度 !$ 的粉末颗粒吹散和载送，落粉腔的结构采用了拉法尔管结构，气流通过渐缩通道，再经细小气流通过较短的通道即可获管道进入渐大管腔! 这样，得较大的压力，当与粉轮拨送的粉末相遇时利于载送粉末以及粉末的分散!
! 种不同料性的超细合金粉末粉" #$%&’ （ #$(% ）合金粉具有流动性好、与基材相结合表面光洁、价格适中等特点；)’ 合金粉熔点较高，流动性差； *+& ,! -’.& ,! 合金粉熔点较高，流动性差" #$%&’ （ #$(% ）、 )’ 属于超细重粉，而 *+& ,! -’.& ,! 属于超细轻粉" 表 & 为 #$%&’ （ #$(% ）基本成份" 试验基材皆选用不锈钢材料"
熔敷技术还不成熟，熔敷效果不甚理想，因此，在后面两种超细粉末中添加了 %& 基超细粉末以改善熔敷效果! 即采用上述 %&$’( （ %&)$ ）、 %&.*( 、 %&.+,’ -# .(/’ -#
— !& — 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 天7 津7 工7 业7 大7 学7 学7 报7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 第 && 卷
（0）
其中， )" = ))" $ ’) ( 为不同转速 $ ’ 下 ) ( 时刻的送粉量偏差和； )& = ))& $ ’) ( 为不同转速 $ ’ 下 ) ( 时刻的
’ = 0( = 8 9 )
为不同转速（ #$ ， 6$ ， 8$ ， …， >$ ，送粉总量； $（ ’ / 1 4&: ）（为不同时刻（8， 0$ ， 08 ， ’$ ， ’8 ， #$ ） ! 0$$ ）； ) ( 4&: ） " " 根据上述结果计算出了 # 种粉末的送粉精度! 1 %&$’( （ %&)$ ）：最大 ! = $ * 7> + ， *( ：最大 ! = $ * #9 + ； 1 +,’ -# .(/’ -# ：最大 ! = 0! 0>; ， ! = $ * 9$ + ， ! = $ * 6$ + ； 1 = $! 87; ! 比重较小的 +,’ -# .(/’ -# 的超细粉末受到 ! 气流的影响较前两者大!
— #0 —
持粉斗的气压平衡!
6 ! !" 7 种超细合金粉末气动送粉曲线 " " 图 ’ 为 # 种超细合金粉末在同一气流速度下（! = # < 1 4&:）的送粉曲线图!
图 !" 送粉器装配结构示意图 #$%& !" ’()*+,-$( ./ -)* 0.12*3 /**2*3 4-35(-53* 图 6" 7 种粉末送粉曲线图
7 7 根据试验条件，用聚焦法作了试验，基材为不锈钢钢片" 激光工艺参数为激光功率 ! （ 8)）和激光扫描速度" （ 99 : ;） " 其中， #$%&’ （ #$(% ）（ ! < 5" 5 8)， " <! 99 : ;）（ ! < 5 # ! 8)， " <! ； #$-)’ 、 #$-*+& ,! -’.& ,! 99 : ;） " 6 " 7" 激光熔敷外观形貌照片 7 7 图 ! 为激光熔敷外观形貌照片"
* 目前专门应用于该项技术
的送粉设备有自重式送粉器、螺杆式送粉器、刮板式送粉器等* 国内外也有报道其他类似的送粉器，但对于超细合金粉末输送难题至今未能很好地解决，如分散不均匀、易形成粉帘、粉流不畅、稳定性不太好等，甚至有的根本不能输送超细粉末，更不能满足零件复杂位置的加工需要* 综合这方面的实际情况，本文设计出一种新型的气动送粉器，以弥补这方面的不足*
7" 激光熔敷试验
" " 目前 %& 基自熔性合金激光熔敷技术比较成熟，熔
［ 6］，而对于 *( 、 +,’ -# .(/’ -# 等陶瓷材料敷效果较好
" " 送粉工艺参数如下：送粉量 " （ 2 1 4&:）；送粉精度（; ）；粉末利用率 " （; ）；气流速度（ ! < 1 4&: ）；粉 ! 万方数据刻 #；转速 $ （ / 1 4&:） !
7 7 （ & ）单道 #$-)’ 粉末激光熔敷过渡区和熔敷层内部组织，如图 6"
! ! 激光熔敷日臻成熟，该项技术的专用送粉设备是其中的关键技术之一
［ &， "］
力* 送粉均匀易控，且避免了粉末挤压；这其中，密封腔密封性能的好坏是关键，因为既要保持气压平衡，又要防止粉末进入轴承腔* 本设备对粉体腔采用多重密封，各密封点加置密封圈，密封性能优良* 图 & 为送粉器装配结构示意图* ! ! 在气动输送管路设计上，设计的输送气体分 = 路进入送粉器，即分别进入粉斗、粉斗与粉体腔之间的落粉通道、落粉腔、轴承座腔* 第 & 路气体通入粉斗，其作用是在粉斗中存在一定的压力，从而使粉末易于下落，并且避免粉末回流；第 " 路气体送入粉斗与粉体腔之间的落粉通道，其进口位置在送粉开关的下方，作用与前者相似；第 % 路直接接落粉腔，这一路最关键，它直接与粉轮拨出的粉末接触，在落粉腔内将粉末分散，形成流体，出落粉腔口，流入输送橡皮管；第 = 路气体通入轴承座内腔，保持腔内正压，主要起平衡作用，防止粉轮旋转拨送粉末时粉末和外界灰尘进入轴承* 另外，根据需要可在气路连接粉斗一端安装一个安全阀，保
图 @" 多道搭接 #$%!& （ #$’% ）超细合金粉末激光熔敷过渡区和熔敷层内部组织 8$9+ @" A$.</-2<B.2B<; /4 0B=2$C2<).DCE/$3;> #$%!& （ #$’% ） -B1;<4$3; 1/F>;< =)-;< .=)>>$39 =G)?;< )3> $32;<C 9<)>)2$/3 H/3;
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