本技術(shù)涉及激光熔覆，具體而言涉及用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
1、鈦合金具有比強(qiáng)度高、密度小、耐腐蝕性能好、在高溫下仍然具有良好的力學(xué)性能，因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、冶金等領(lǐng)域。但是傳統(tǒng)的加工方式鍛造、鑄造、軋制無法形成復(fù)雜的零部件，且材料的利用率不高。傳統(tǒng)的加工方式難以滿足航空葉片成型、葉輪成型、零部件修復(fù)等需求。應(yīng)用激光熔覆技術(shù)可以大幅度提高材料的利用率并且成型結(jié)構(gòu)不受限制。
2、但鈦合金在高溫下化學(xué)性質(zhì)活潑，250℃時(shí)吸氫，400℃吸氧，600℃吸氮。在開放環(huán)境中激光熔覆鈦合金時(shí)，極易于空氣中的氣體元素發(fā)生反應(yīng)，嚴(yán)重影響鈦合金的力學(xué)性能和微觀組織。當(dāng)周圍氧含量濃度在20ppm以下時(shí)，成形樣品呈銀白色，證明氧化程度??；當(dāng)氧含量增加到60ppm時(shí)，表面呈現(xiàn)白色和少量黃色；當(dāng)氧含量在1000ppm，表面形成厚厚的氧化膜，呈現(xiàn)出藍(lán)紫色和墨綠色，表明氧化環(huán)境惡劣。而在空氣環(huán)境中，氧含量高達(dá)21％，無法對(duì)鈦合金進(jìn)行成型，成型中容易產(chǎn)生大量的氧化物，由于氧化物與鈦合金本省的熱膨脹系數(shù)不一，會(huì)導(dǎo)致鈦合金在成型過程中產(chǎn)生大量的裂紋，甚至無法成型。
3、因此在鈦合金成形過程中需要?dú)夥毡Ｗo(hù)。當(dāng)前大多數(shù)使用的是采用密閉的氣氛箱體，充入惰性氣體，形成局部的惰性環(huán)境。但是使用氣氛箱體，但是對(duì)于大型零部件的成形和修復(fù)，無法放入氣氛箱體內(nèi)；而且在密閉箱體內(nèi)，不利于零件成形散熱。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中激光熔覆存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的第一方面提出一種用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，包括：
2、殼體，被構(gòu)造成筒狀，用于包圍粉路及光路結(jié)構(gòu)，所述殼體的底部設(shè)有噴嘴；
3、第二氣路殼體，連接到所述噴嘴的外側(cè)，所述第二氣路殼體設(shè)有第二進(jìn)氣口以及多個(gè)出氣口，所述第二進(jìn)氣口和多個(gè)所述出氣口之間設(shè)有多孔填充結(jié)構(gòu)，用于使第二進(jìn)氣口進(jìn)入的氣體從多個(gè)所述出氣口均勻流出；
4、其中，對(duì)待處理工件進(jìn)行表面處理時(shí)，粉路沿所述噴嘴的軸線流向待處理工件，并被粉路外側(cè)匯聚到粉路的光斑熔覆在待處理工件的表面形成熔池，定義熔池所處區(qū)域?yàn)榈谝粎^(qū)域，定義熔池周圍的區(qū)域?yàn)榈诙^(qū)域，由所述第一進(jìn)氣口進(jìn)入的第一保護(hù)氣流從所述噴嘴的內(nèi)壁流出，在所述第一區(qū)域表面成第一保護(hù)氣區(qū)域，由所述第二進(jìn)氣口進(jìn)入的第二保護(hù)氣流經(jīng)多個(gè)所述出氣口流出，在所述第二區(qū)域表面形成第二保護(hù)氣區(qū)域，在所述第一保護(hù)氣區(qū)域的氣壓高于第二保護(hù)氣區(qū)域的氣壓。
5、優(yōu)選的，所述出氣口的軸線平行于所述噴嘴的軸線。
6、優(yōu)選的，所述第二氣路殼體的下端面被構(gòu)造為圓形，所述出氣口包括多個(gè)相同大小的圓孔，所述出氣口在所述第二氣路殼體的下端面繞所述噴嘴的軸線呈圓周陣列分布。
7、優(yōu)選的，所述第一保護(hù)氣流和第二保護(hù)氣流的流量和大于等于24l/min。
8、優(yōu)選的，所述第二氣路殼體包括上殼體和下殼體，所述上殼體連接到所述噴嘴的外壁，所述下殼體可拆卸連接到所述上殼體，在所述上殼體和下殼體之間形成環(huán)形空間，所述上殼體上設(shè)有所述第二進(jìn)氣口，所述下殼體上設(shè)有所述出氣口，所述多孔填充結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為環(huán)形結(jié)構(gòu)，填充在所述環(huán)形空間內(nèi)。
9、優(yōu)選的，所述上殼體包括環(huán)形的第一板體以及由第一板體邊緣向下延伸的第一套體，所述第一板體上設(shè)有若干個(gè)等間距所述第二進(jìn)氣口，所述第一套體的外壁設(shè)有外螺紋，所述下殼體包括環(huán)形的第二板體以及由第二板體邊緣向上延伸的第二套體，所述第二板體上設(shè)有多個(gè)所述出氣口，所述第二套體的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，所述上殼體與所述下殼體螺紋連接，所述第二板體的厚度大于第一板體的厚度，所述多孔填充結(jié)構(gòu)包括泡沫銅。
10、優(yōu)選的，在所述第二氣路殼體的徑向方向，所述第二進(jìn)氣口更靠近第二氣路殼體的邊緣位置。
11、優(yōu)選的，所述噴嘴的下端面與所述出氣口的下端面重合，所述噴嘴的下端面與待處理工件表面的間距為15mm，所述第二氣路殼體下端面的直徑為55mm。
12、優(yōu)選的，所述殼體包括第一殼體和第二殼體，所述第一殼體包括上半部分和下半部分，所述第一殼體的下半部分被構(gòu)造為內(nèi)徑逐漸縮小，并具有弧形的內(nèi)表面，在所述內(nèi)表面的第一端設(shè)有第一進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口的延伸方向與所述內(nèi)表面相切，所述內(nèi)表面的第二端設(shè)有噴嘴，所述噴嘴平行于第一殼體的中軸線；所述第二殼體裝配到所述第一殼體的上半部分，所述第二殼體上設(shè)有排氣通道。
13、優(yōu)選的，所述第一殼體設(shè)有循環(huán)冷卻通道，所述冷卻通道位于所述內(nèi)表面的外部，所述循環(huán)冷卻通道連接水冷機(jī)。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：
15、本申請(qǐng)?zhí)岢龅臍夥毡Ｗo(hù)裝置，包括第一保護(hù)氣流通道和第二保護(hù)氣流通道，第一保護(hù)氣在流經(jīng)第一保護(hù)氣流通道在熔池的表面形成第一保護(hù)氣區(qū)域，第二保護(hù)氣在流經(jīng)第二保護(hù)氣流通道在熔池周圍的已熔覆區(qū)域形成第二保護(hù)氣區(qū)域，第二保護(hù)氣流不會(huì)對(duì)粉末的匯聚性造成影響，通過這種方式能形成大范圍的局部保護(hù)氣氛，節(jié)約激光熔覆鈦合金密閉箱體的充氬氣成本，節(jié)約氣氛箱的洗氣時(shí)間，提高生產(chǎn)加工的效率，該裝置具有冷卻回路，能夠有效的避免因高溫對(duì)激光頭的影響，該裝置在對(duì)熔池保護(hù)的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)已熔覆區(qū)域的保護(hù)。
1.一種用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，所述出氣口(221)的軸線平行于所述噴嘴(11b)的軸線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，所述第二氣路殼體(20)的下端面被構(gòu)造為圓形，所述出氣口(221)包括多個(gè)相同大小的圓孔，所述出氣口(221)在所述第二氣路殼體(20)的下端面繞所述噴嘴(11b)的軸線呈圓周陣列分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，所述第一保護(hù)氣流和第二保護(hù)氣流的流量和大于等于24l/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，所述第二氣路殼體(20)包括上殼體(21)和下殼體(22)，所述上殼體(21)連接到所述噴嘴(11b)的外壁，所述下殼體(22)可拆卸連接到所述上殼體(21)，在所述上殼體(21)和下殼體(22)之間形成環(huán)形空間，所述上殼體(21)上設(shè)有所述第二進(jìn)氣口(211)，所述下殼體(22)上設(shè)有所述出氣口(221)，所述多孔填充結(jié)構(gòu)(23)被構(gòu)造為環(huán)形結(jié)構(gòu)，填充在所述環(huán)形空間內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，所述上殼體(21)包括環(huán)形的第一板體以及由第一板體邊緣向下延伸的第一套體，所述第一板體上設(shè)有若干個(gè)等間距所述第二進(jìn)氣口(211)，所述第一套體的外壁設(shè)有外螺紋，所述下殼體(22)包括環(huán)形的第二板體以及由第二板體邊緣向上延伸的第二套體，所述第二板體上設(shè)有多個(gè)所述出氣口(221)，所述第二套體的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，所述上殼體(21)與所述下殼體(22)螺紋連接，所述第二板體的厚度大于第一板體的厚度，所述多孔填充結(jié)構(gòu)(23)包括泡沫銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，在所述第二氣路殼體(20)的徑向方向，所述第二進(jìn)氣口(211)更靠近第二氣路殼體(20)的邊緣位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任意一項(xiàng)所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，所述噴嘴(11b)的下端面與所述出氣口(221)的下端面重合，所述噴嘴(11b)的下端面與待處理工件表面的間距為15mm，所述第二氣路殼體(20)下端面的直徑為55mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，所述第一進(jìn)氣口(111)的延伸方向與所述內(nèi)表面(11a)相切，所述內(nèi)表面(11a)的第二端設(shè)有噴嘴(11b)，所述噴嘴(11b)平行于第一殼體(11)的中軸線；所述第二殼體(12)裝配到所述第一殼體(11)的上半部分，所述第二殼體(12)上設(shè)有排氣通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于鈦合金激光熔覆的多孔結(jié)構(gòu)氣氛保護(hù)裝置，其特征在于，所述第一殼體(11)設(shè)有循環(huán)冷卻通道(112)，所述冷卻通道位于所述內(nèi)表面(11a)的外部，所述循環(huán)冷卻通道(112)連接水冷機(jī)。