本發(fā)明涉及激光熔覆技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于對鎂、鋁、鈦及其合金為代表的低熔點(diǎn)、高活性材料表面進(jìn)行激光覆熔的激光熔覆噴嘴、激光熔覆裝置及激光覆熔方法。

背景技術(shù)：

激光熔覆技術(shù)為激光表面處理技術(shù)的典型代表，可在不同金屬基體上制備多種合金系涂層或陶瓷增強(qiáng)金屬基復(fù)合層，激光熔覆處理后的金屬基體具有涂層平整、組織均勻致密、層基冶金結(jié)合、性能調(diào)節(jié)幅度寬等特性，可明顯提高基體表面硬度、耐蝕和耐磨性能。

激光熔覆技術(shù)利用鋪粉或送粉的方法在基體表面預(yù)置金屬粉末，聚焦激光束輻照基體表面的金屬粉末，焦點(diǎn)位置的金屬粉末和基體表面薄層發(fā)生熔化，形成一定形狀和大小的熔池，當(dāng)激光束焦點(diǎn)以一定速度按預(yù)定軌跡運(yùn)動，激光束移開后的熔池迅速凝固，從而在基體表面激光束掃過的區(qū)域熔覆上一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的金屬涂層。

然而，在對高活性金屬基體表面進(jìn)行激光熔覆時，由于其化學(xué)活性高，高溫作用下極易與空氣中的氧、氮、氫等活性氣體發(fā)生劇烈反應(yīng)，并且隨著溫度的增高，其化學(xué)活性迅速增大，并在固態(tài)下能強(qiáng)烈地吸收各種氣體，吸收的氣體原子以間隙或置換形式固溶在晶格中，改變了材料原始晶格排列，并易于形成晶間化合物，使得涂層塑性和韌性急劇下降，嚴(yán)重惡化材料的綜合性能。例如，在鎂鋰合金表面激光熔覆時，由于鋰元素和鎂元素的化學(xué)活性極高、熔點(diǎn)極低，因此幾乎不能在其表面直接開展激光熔覆工藝。

因此，如何提供一種有效的方案以接提高激光熔覆的質(zhì)量，是現(xiàn)有技術(shù)中一亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種激光熔覆噴嘴、激光熔覆裝置及激光覆熔方法，以改善上述的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光熔覆噴嘴，包括：噴嘴外套、噴嘴芯和保護(hù)罩，所述噴嘴外套外套于所述噴嘴芯，所述保護(hù)罩外套于所述噴嘴外套，所述噴嘴外套與所述噴嘴芯之間設(shè)置有送粉通道，所述保護(hù)罩包括內(nèi)層、中間層和外層，所述內(nèi)層、所述中間層和所述外層由內(nèi)向外依次分布，所述內(nèi)層與所述中間層之間形成第一腔體，所述中間層與所述外層之間形成第二腔體，所述外層上設(shè)置有與所述第二腔體連通的第一進(jìn)液口和第一出液口，所述外層上還設(shè)置有與所述第一腔體連通的第一進(jìn)氣口，所述內(nèi)層上設(shè)置有與所述第一腔體連通的第一出氣口。

如上所述的激光熔覆噴嘴，優(yōu)選地，所述噴嘴外套的內(nèi)壁與所述噴嘴芯的外壁之間的空隙形成所述送粉通道。

如上所述的激光熔覆噴嘴，優(yōu)選地，所述噴嘴外套內(nèi)設(shè)置有分隔板，所述噴嘴外套包括第一端和第二端，所述第二端和所述分隔板圍成第三腔體，所述第二端上設(shè)置有與所述第三腔體連通的第二進(jìn)液口和第二出液口，所述第一端和所述分隔板圍成容納所述噴嘴芯的第四腔體，所述第一端、所述噴嘴芯和所述分隔板圍成所述送粉通道，所述第一端上設(shè)置有與所述送粉通道連通的送粉通道口。

如上所述的激光熔覆噴嘴，優(yōu)選地，激光熔覆噴嘴還包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈設(shè)置于所述內(nèi)層與所述中間層之間，所述第二密封圈設(shè)置于所述中間層與所述外層之間，所述保護(hù)罩包括第三端和第四端，所述第三端外套于所述噴嘴外套，所述第一密封圈和所述第二密封圈均設(shè)置于所述第四端，所述內(nèi)層、所述中間層和所述第一密封圈圍成所述第一腔體，所述中間層、所述外層和所述第二密封圈圍成所述第二腔體。

如上所述的激光熔覆噴嘴，優(yōu)選地，激光熔覆噴嘴還包括過渡套，所述過渡套與所述噴嘴芯連接。

如上所述的激光熔覆噴嘴，優(yōu)選地，激光熔覆噴嘴還包括緊固套，所述緊固套外套于所述噴嘴外套連接所述過渡套的一端，且所述緊固套分別與所述噴嘴外套和所述噴嘴芯螺釘連接。

如上所述的激光熔覆噴嘴，優(yōu)選地，所述噴嘴芯包括第五端和第六端，所述第五端與所述第六端連接，所述第五端與所述過渡套連接，所述第六端呈椎體狀，且所述第六端的直徑沿遠(yuǎn)離所述第五端的方向逐漸減小。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種激光熔覆裝置，所述激光熔覆裝置包括上述任一所述的激光熔覆噴嘴，還包括激光器，所述激光器用于產(chǎn)生穿過所述噴嘴芯的激光束。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種激光覆熔方法，所述激光覆熔方法應(yīng)用于上述所述的激光熔覆裝置，所述方法包括：

利用所述保護(hù)罩罩扣待加工金屬基體；

通過所述外層上的第一進(jìn)氣口導(dǎo)入惰性氣體，以使所述保護(hù)罩罩扣的空間內(nèi)充滿惰性氣體；

通過所述第一進(jìn)液口向所述第二腔體導(dǎo)入冷卻液，并通過第一出液口將所述第二腔體內(nèi)的冷卻液導(dǎo)出以便持續(xù)提供冷源；

向所述送粉通道導(dǎo)入金屬粉末，以使所述金屬粉末匯聚在所述金屬基體表面；

啟動所述激光器，以使所述激光器產(chǎn)生的激光束將匯聚在所述金屬基體表面的金屬粉末和所述金屬基體表面熔化形成熔池，冷卻后即在所述金屬基體表面形成熔覆層。

如上所述的激光熔覆方法，優(yōu)選地，所述噴嘴外套內(nèi)設(shè)置有分隔板，所述噴嘴外套包括第一端和第二端，所述第二端和所述分隔板圍成第三腔體，所述第二端上設(shè)置有與所述第三腔體連通的第二進(jìn)液口和第二出液口，所述方法還包括：

通過所述第二進(jìn)液口向所述第三腔體導(dǎo)入冷卻液，并通過第二出液口將所述第三腔體內(nèi)的冷卻液導(dǎo)出以便持續(xù)提供冷源。

對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的激光熔覆噴嘴、激光熔覆裝置及激光熔覆方法具有如下的有益效果：

本發(fā)明提供的激光熔覆噴嘴及激光熔覆裝置通過設(shè)置由內(nèi)層、中間層和外層組成的保護(hù)罩，在對金屬基體表面進(jìn)行激光熔覆時可通過將保護(hù)罩置于金屬基體上，并通過進(jìn)氣口向保護(hù)罩導(dǎo)入惰性氣體以及通過第一進(jìn)液口向第一腔體內(nèi)導(dǎo)入冷卻液體，具有對熔覆熔池、熔覆層及周圍熱影響區(qū)進(jìn)行充分的惰性氣體保護(hù)和自冷卻功能，能夠較好地滿足激光熔覆工藝要求，提升激光熔覆質(zhì)量。

本發(fā)明提供的激光熔覆方法，能夠在激光熔覆時對熔覆熔池、熔覆層及周圍熱影響區(qū)進(jìn)行充分的惰性氣體保護(hù)和自冷卻，能夠較好地滿足激光熔覆工藝要求，提升激光熔覆質(zhì)量。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的激光熔覆噴嘴的剖視圖。

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的過渡套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的噴嘴芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的噴嘴外套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的保護(hù)罩的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的激光熔覆噴嘴的剖視圖。

圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的緊固套結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的噴嘴芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例提供激光熔覆方法的流程圖

圖標(biāo)：10-過渡套；110-圓柱管；111-保護(hù)通孔；120-金屬板；121-第一螺紋孔；20-噴嘴外套；210-第一端；211-送粉通道口；220-第二端；221-第二進(jìn)液口；222-第二出液口；230-限位部；240-分隔板；30-噴嘴芯；310-第五端；320-第六端；330-連接套；331-第二螺紋孔；332-第五螺紋孔；40-緊固套；410-頂面；411-第四螺紋孔；420-側(cè)面；421-第三螺紋孔；50-保護(hù)罩；510-第三端；520-第四端；530-內(nèi)層；531-第一出氣口；540-中間層；550-外層；551-第一進(jìn)液口；552-第一出液口；553-第一進(jìn)氣口；560-第一密封圈；570-第二密封圈。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術(shù)語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

第一實(shí)施例

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光熔覆裝置，所述激光熔覆裝置特別適用于對鎂、鋁、鈦及其合金為代表的低熔點(diǎn)、高活性材料表面進(jìn)行激光覆熔，所述激光熔覆裝置包括激光熔覆噴嘴和激光器，激光器與激光熔覆噴嘴連接，激光器用于產(chǎn)生激光束，激光器產(chǎn)生的激光束經(jīng)過激光噴嘴，并將激光噴嘴噴至金屬基體表面的金屬粉末熔化形成一定形狀和大小的熔池，從而在基體表面激光束掃過的區(qū)域熔覆上一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的金屬涂層。

請參閱圖1，是本發(fā)明實(shí)施例提供的激光熔覆噴嘴的剖視圖。如圖1所示，激光熔覆噴嘴包括有過渡套10、噴嘴外套20、噴嘴芯30和保護(hù)罩50，過渡套10與噴嘴芯30連接，噴嘴外套20外套于噴嘴芯30，保護(hù)罩50外套于噴嘴外套20，噴嘴外套20與噴嘴芯30之間設(shè)置有送粉通道。請結(jié)合參閱圖5，保護(hù)罩50包括內(nèi)層530、中間層540和外層550，內(nèi)層530、中間層540和外層550由內(nèi)向外依次分布，內(nèi)層530與中間層540之間形成第一腔體，中間層540與外層550之間形成第二腔體，外層550上設(shè)置有與第二腔體連通的第一進(jìn)液口551和第一出液口552，外層550上還設(shè)置有與第一腔體連通的第一進(jìn)氣口553，內(nèi)層530上設(shè)置有與第一腔體連通的第一出氣口531。

請結(jié)合參閱圖1和圖2，過渡套10設(shè)置于噴嘴芯30和激光器之間(圖未示)，過渡套10為中空的圓柱管110，激光器產(chǎn)生的激光可經(jīng)過中空的過渡套10入射至噴嘴芯30。過渡套10連接激光器的一端設(shè)置有金屬板120，金屬板120上設(shè)置多個第一螺紋孔121，激光器連接過渡套10處對應(yīng)設(shè)置多個螺紋孔，在將過渡套10與激光器連接時可通過螺釘穿過金屬板120上的第一螺紋孔121并與激光器上的螺紋孔旋緊即可將過渡套10與激光器連接。

采用這樣的設(shè)置，方便激光熔覆噴嘴的安裝和拆卸。當(dāng)然，在其他的一些實(shí)施例中，過渡套10與激光器之間也可以采用其他的連接方式，例如焊接、螺紋連接、卡扣連接等。

過渡套10遠(yuǎn)離激光器的一端與噴嘴芯30連接，其可以采用，但不限于螺紋連接、螺釘連接以及卡扣連接等。本發(fā)明實(shí)施例中，過渡套10臨近噴嘴芯30的一端設(shè)置有外螺紋，并與噴嘴芯30螺紋連接。

請結(jié)合參閱圖1和圖3，噴嘴芯30為中空，用于激光束穿過以便對金屬基體進(jìn)行激光熔覆。噴嘴芯30包括有第五端310和第六端320，第五端310與第六端320連接，第五端310的內(nèi)壁設(shè)置有與過渡套10上的外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，并與過渡套10設(shè)置內(nèi)螺紋的一端螺紋連接。第五端310外套有一圓環(huán)狀的連接套330，連接套330上設(shè)置有第二螺紋孔331，用于與噴嘴外套20連接。第六端320呈椎體狀設(shè)置，且第六端320的直徑沿遠(yuǎn)離第五端310的方向逐漸減小。

請結(jié)合參閱圖1和圖4，噴嘴外套20外套于噴嘴芯30，且噴嘴外套20遠(yuǎn)離過渡套10的一端與噴嘴芯30遠(yuǎn)離過渡套10的一端大致保持平齊，噴嘴外套20的內(nèi)壁與噴嘴芯30的外壁之間的空隙形成送粉通道。噴嘴外套20包括第一端210和第二端220，第一端210為臨近過渡套10的一端，第二端220為遠(yuǎn)離過渡套10的一端，噴嘴外套20的第一端210的內(nèi)壁設(shè)置有環(huán)形的限位部230，該限位部230的內(nèi)徑與噴嘴芯30的第五端310的外徑大小一致，剛好容第五端310穿過并將外套于第五端310的連接套330限制住，從而將噴嘴芯30臨近過渡套10的一端與噴嘴外套20臨近過渡套10的一端密封。

噴嘴外套20位于第二端220的內(nèi)部設(shè)置分隔板240，分隔板240環(huán)繞第二端220的內(nèi)壁設(shè)置，分隔板240在第二端220內(nèi)延伸至第二端220遠(yuǎn)離第一端210的端部，并將第二端220的內(nèi)部空間分割為一圓臺形的空腔和環(huán)繞該圓臺形空腔的第三腔體，即第三腔體為第二端220的側(cè)壁和該分隔板240圍成。第二端220上設(shè)置與第三腔體連通的第二進(jìn)液口221和第二出液口222，在進(jìn)行激光熔覆時可通過第二進(jìn)液口221向第三腔體內(nèi)導(dǎo)入冷卻液體以對噴嘴外套20進(jìn)行冷卻，并將過熱的冷卻液體從第二出液口222排出以便導(dǎo)入新的冷卻液體。如此，可持續(xù)對噴嘴外套20進(jìn)行冷卻，防止在激光熔覆的過程中，熔覆熔池、熔覆層及周圍溫度過高而影響熔覆效果。

本發(fā)明實(shí)施例中，第二進(jìn)液口221和第二出液口222的數(shù)量均為多個，多個第二進(jìn)液口221均勻分布在第二端220上，多個第二出液口222均勻分布在第二端220上。

本發(fā)明實(shí)施例中，冷卻液體可以是專用于進(jìn)行冷卻的防凍冷卻液，也可以采用普通的水，本發(fā)明實(shí)施例中不做具體限定。

請參閱圖1和圖4，噴嘴芯30的外壁與分隔板240之間保持一定間隙，第一端210、限位部230、噴嘴芯30以及分隔板240共同圍成橫截面呈環(huán)形的送粉通道。同時，第一端210的側(cè)壁上設(shè)置有送粉通道口211，送粉通道口211與送粉通道連通。如此，可通過送粉通道口211向送粉通道內(nèi)導(dǎo)入金屬粉末以便進(jìn)行激光熔覆。由于噴嘴芯30的第六端320的直徑沿遠(yuǎn)離第五端310的方向逐漸減小，因此形成的送粉通道逐漸朝向穿過噴嘴芯30的激光束收縮，使得金屬粉末能匯聚在金屬基體表面，并在激光束的照射下使得金屬粉末和金屬基礎(chǔ)表面發(fā)生熔化，形成一定大小的熔池。當(dāng)激光束以第一速度按照預(yù)定軌跡運(yùn)動，激光束移開后的熔池迅速凝固，從而在金屬基體表面激光束掃過的區(qū)域熔覆上一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)特性的金屬涂層。

本發(fā)明實(shí)施例中，送粉通道口211的數(shù)量為多個，多個送粉通道口211均勻分布在第一端210上。

噴嘴外套20的第二端220的外表面設(shè)置有外螺紋，用于與保護(hù)罩50連接。

進(jìn)一步的，請參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例中，過渡套10的圓柱管110上還設(shè)置有一保護(hù)通孔111，以防止粉末及飛濺物污染激光器上的用于對激光進(jìn)行聚焦以形成激光束的聚焦透鏡。

請結(jié)合參閱圖1和圖5，保護(hù)罩50呈喇叭狀設(shè)置，保護(hù)罩50包括第三端510和第四端520，第三端510為保護(hù)罩50相對較小(喇叭嘴)的一端，第四端520則為保護(hù)罩50相對較大(喇叭口)的一端，第三端510的內(nèi)壁設(shè)置有與第二端220外表面的外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，且第三端510與第二端220螺紋連接，而第四端520則朝向遠(yuǎn)離過渡套10的方向設(shè)置。安裝時，將保護(hù)罩50的第三端510外套在噴嘴外套20的第二端220上并與第二端220螺紋連接。此時，保護(hù)罩50將噴嘴外套20的第二端220完全罩扣在其內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施例中，保護(hù)罩50與噴嘴外套20螺紋連接，當(dāng)然在其他的一些實(shí)施例中，保護(hù)罩50與噴嘴外套20也可以采用其他的連接方式，例如螺釘連接、焊接等。

保護(hù)罩50由內(nèi)向外依次為內(nèi)層530、中間層540和外層550，內(nèi)層530與中間層540之間設(shè)置第一密封圈560，第一密封圈560分別與內(nèi)層530和中間層540焊接，中間層540與外層550之間設(shè)置第二密封圈570，第二密封圈570分別與中間層540和外層550焊接，且第一密封圈560和第二密封圈570均位于第四端520遠(yuǎn)離第三端510的端面。內(nèi)層530、中間層540和第一密封圈560圍成第一腔體，中間層540、外層550和第二密封圈570圍成第二腔體，外層550上設(shè)置有與第二腔體連通的第一進(jìn)液口551和第一出液口552，外層550上還設(shè)置有與第一腔體連通(且與第二腔體不連通)的第一進(jìn)氣口553，內(nèi)層530上設(shè)置有與第一腔體連通的第一出氣口531。如此，在進(jìn)行激光熔覆時，可通過第一進(jìn)液口551向第二腔體內(nèi)導(dǎo)入冷卻液體以用于冷卻，并及時通過第一出液口552將過熱的冷卻液體排出，以便繼續(xù)導(dǎo)入新的冷卻液體以繼續(xù)冷卻。同時，通過外層550上設(shè)置的第一進(jìn)氣口553向保護(hù)罩50罩扣的空間內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體以使保護(hù)罩50內(nèi)充滿惰性氣體，從而避免金屬基體在激光熔覆時與空氣中的氧、氮、氫等其他發(fā)生反應(yīng)，提升激光熔覆質(zhì)量，滿足激光熔覆工藝要求。

本發(fā)明實(shí)施例中，第一進(jìn)液口551、第一出液口552和第一進(jìn)氣口553的數(shù)量均為多個，多個第一進(jìn)液口551、多個第一出液口552以及多個第一進(jìn)氣口553均均勻分布在外層550上，第一進(jìn)液口551、第一出液口552以及第一進(jìn)氣口553的直徑以1mm左右為較佳。第一出氣口531的數(shù)量也為多個，多個第一出氣口531以陣列的方式密集的分布在保護(hù)罩50的內(nèi)層530遠(yuǎn)離過渡套10的一側(cè)。

第二實(shí)施例

請參閱圖6至圖8，實(shí)施例提供的激光熔覆噴嘴是在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，本實(shí)施例中未涉及之處請參見第一實(shí)施例中的描述。與圖1所示的激光熔覆噴嘴不同的是，本實(shí)施例提供的激光熔覆噴嘴還包括有緊固套40，緊固套40包括圓形的頂面410和設(shè)置在頂面410邊緣的側(cè)面420，頂面410上設(shè)置有與噴嘴芯30大小相匹配的通孔。設(shè)置在頂面410邊緣的側(cè)面420形成圓環(huán)結(jié)構(gòu)，且該圓環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑剛好與噴嘴外套20的第一端210大小相匹配。

本發(fā)明實(shí)施例中，噴嘴外套20的第一端210的端面與噴嘴芯30上連接套330的端面保持平齊，緊固套40的側(cè)面420形成的圓環(huán)結(jié)構(gòu)外套在噴嘴外套20的第一端210，緊固套40的頂面410則被第一端210的端面與噴嘴芯30上連接套330的端面抵持限位住。緊固套40側(cè)面420設(shè)置有第三螺紋孔421，并通過螺栓依次穿過第三螺紋孔421、噴嘴外套20的第一端210的側(cè)壁以及連接套330上的第二螺紋孔331旋緊固定。緊固套40的頂面410設(shè)置第四螺紋孔411，同時，連接套330上對應(yīng)第四螺紋孔411設(shè)置第五螺紋孔332，并通過螺栓依次穿過第四螺紋孔411、連接套330上的第五螺紋孔332以及第一端210內(nèi)的限位部230旋緊固定，從而將噴嘴芯30和噴嘴外套20牢固的連接在一起，且能進(jìn)一步將送粉通道密封，防止金屬粉末從噴嘴芯30與噴嘴外套20之間的縫隙滲出，無需在過渡套10內(nèi)再增設(shè)保護(hù)鏡片以防止金屬粉末回濺。

在利用激光熔覆噴嘴對金屬基體表面進(jìn)行激光熔覆時，將保護(hù)罩50置于金屬基體上，并通過外層550上設(shè)置的第一進(jìn)氣口553向保護(hù)罩50罩扣的空間內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體以使保護(hù)罩50內(nèi)充滿惰性氣體。同時，通過第一進(jìn)液口551向第二腔體內(nèi)導(dǎo)入冷卻液體，以及通過第二進(jìn)液口221向第三腔體內(nèi)導(dǎo)入冷卻液體以用于冷卻。通過第一端210的送粉通道口211向送粉通道內(nèi)導(dǎo)入金屬粉末并啟動激光器，金屬粉末經(jīng)過橫截面呈環(huán)形的送粉通道匯聚在金屬基體表面，并在激光束的照射下使得金屬粉末和金屬基礎(chǔ)表面發(fā)生熔化，形成一定大小的熔池。

在此過程中，第一出液口552和第二出液口222分別將第二腔體內(nèi)和第三腔體內(nèi)過熱的冷卻液排出，并由第一進(jìn)液口551和第二進(jìn)液口221分別向第二腔體和第三腔體內(nèi)不斷導(dǎo)入冷卻液體以對熔覆熔池、熔覆層及周圍熱影響區(qū)持續(xù)進(jìn)行冷卻，使得激光熔覆噴嘴在工作過程中始終保持較低的溫度，延長激光熔覆噴嘴的使用壽命，保證激光熔覆工藝長時間進(jìn)行與熔覆工藝的穩(wěn)定、連續(xù)。

同時，由于保護(hù)罩50內(nèi)充滿惰性氣體，因此金屬基體在激光熔覆時杜絕了與氧、氮、氫等其他的接觸和并發(fā)生反應(yīng)，提升激光熔覆質(zhì)量，使得激光熔覆噴嘴能夠較好地滿足激光熔覆工藝要求。

另外，本發(fā)明實(shí)施例提供的激光熔覆噴嘴結(jié)構(gòu)簡單緊湊，過渡套10、噴嘴外套20、噴嘴芯30、緊固套40和保護(hù)罩50均可單獨(dú)拆卸，裝配、拆卸容易，互換性與可替代性強(qiáng)，便于安裝與調(diào)試。

第三實(shí)施例

請參閱圖9，是本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于激光熔覆裝置的激光熔覆方法的流程圖，所述激光熔覆裝置包括第二實(shí)施例所述的激光熔覆噴嘴，還包括激光器，所述激光器用于產(chǎn)生穿過噴嘴芯的激光束。下面將對圖9所示的流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。

步驟s101，利用保護(hù)罩罩扣待加工金屬基體。

保護(hù)罩50呈喇叭狀設(shè)置，在對金屬基體表面進(jìn)行激光熔覆時，首先將保護(hù)罩放置于待加工(激光熔覆)金屬基體的上方，以將待加工金屬基體罩扣在喇叭狀的保護(hù)罩50內(nèi)，所述待加工金屬基體為鎂、鋁、鈦及其合金為代表的低熔點(diǎn)、高活性材料。

步驟s102，通過外層上的第一進(jìn)氣口導(dǎo)入惰性氣體，以使保護(hù)罩罩扣的空間內(nèi)充滿惰性氣體。

待加工金屬基體罩扣在喇叭狀的保護(hù)罩50內(nèi)后，通過保護(hù)罩50的外層550上設(shè)置的第一進(jìn)氣口553向保護(hù)罩50罩扣的空間內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體以使保護(hù)罩50內(nèi)充滿惰性氣體，充滿保護(hù)罩50所罩扣空間內(nèi)的惰性氣體能防止低熔點(diǎn)、高活性的金屬基體與氧、氮、氫等氣體的接觸和并發(fā)生反應(yīng)。

步驟s103，向第二腔體和第三腔體內(nèi)導(dǎo)入冷卻液并分別將第二腔體和第三腔體內(nèi)的冷卻液導(dǎo)出。

與此同時，通過第一進(jìn)液口551向第二腔體內(nèi)導(dǎo)入冷卻液體以用于冷卻，并通過第一出液口552將第二腔體內(nèi)的冷卻液導(dǎo)出。同時，過第二進(jìn)液口221向第三腔體內(nèi)導(dǎo)入冷卻液體以用于冷卻，并通過第二出液口222將第三腔體內(nèi)的冷卻液導(dǎo)出，從而為激光熔覆過程中提供持續(xù)的冷源。

步驟s104，向送粉通道導(dǎo)入金屬粉末，以使金屬粉末匯聚在金屬基體表面。

與此同時，通過第一端210的送粉通道口211向送粉通道內(nèi)導(dǎo)入金屬粉末，金屬粉末經(jīng)過橫截面呈環(huán)形的送粉通道匯聚在金屬基體表面。

步驟s105，啟動激光器，以使激光器產(chǎn)生的激光束將匯聚在金屬基體表面的金屬粉末和金屬基體表面熔化形成熔池。

在向送粉通道導(dǎo)入金屬粉末的同時，起到激光器，激光器產(chǎn)生的激光束經(jīng)過渡套10和噴嘴芯30入射至匯聚有金屬粉末的金屬基體的表面，并將金屬粉末和金屬基礎(chǔ)表面發(fā)生熔化，形成一定大小的熔池。產(chǎn)生的熔池在持續(xù)冷源的冷卻下在金屬基體表面形成一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的金屬涂層。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，步驟s102與步驟s103的順序并不限定。步驟s103中將第二腔體內(nèi)的冷卻液導(dǎo)出這一過程也可以是啟動步驟s105一定時間后進(jìn)行。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光熔覆方法，通過第一出液口552和第二出液口222分別將第二腔體內(nèi)和第三腔體內(nèi)過熱的冷卻液排出，并由第一進(jìn)液口551和第二進(jìn)液口221分別向第二腔體和第三腔體內(nèi)不斷導(dǎo)入冷卻液體以對熔覆熔池、熔覆層及周圍熱影響區(qū)持續(xù)進(jìn)行冷卻，使得激光熔覆噴嘴在工作過程中始終保持較低的溫度，延長激光熔覆噴嘴的使用壽命，保證激光熔覆工藝長時間進(jìn)行與熔覆工藝的穩(wěn)定、連續(xù)。

同時，由于向保護(hù)罩50罩扣的空間內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體，使得熔池和熔池周圍的熱影響區(qū)域充滿高密度的惰性氣體，因此金屬基體在激光熔覆時杜絕了與氧、氮、氫等氣體的接觸和并發(fā)生反應(yīng)，提升激光熔覆質(zhì)量，使得激光熔覆噴嘴能夠較好地滿足激光熔覆工藝要求。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。