热气幕成型模块以及激光熔覆装置的制作方法

本技术涉及激光加工，尤其是涉及一种热气幕成型模块以及激光熔覆装置。

背景技术：

1、激光熔覆技术是利用高能激光束将熔覆粉末与基体材料熔融并形成冶金结合的一种表面改性技术。激光熔覆喷嘴作为其核心执行部件，需要同时满足激光传输、粉末输送以及光学元件防护等要求。

2、现有的同轴送粉喷嘴在使用过程中极易发生送粉口堵塞，现有技术普遍认为堵塞主要是由粉末受潮或静电引起，但实际作业中，高温熔滴飞溅并撞击在温度较低的送粉嘴上瞬间冷凝结块（即“激冷沾附”效应）才是导致堵塞的核心痛点。现有清堵方案通常采用高压冷气进行被动式内部反吹，存在以下明显缺陷：第一，冷气反吹会加剧喷嘴的激冷粘结现象；第二，极易造成局部流场紊乱，干扰中心粉末的稳定汇聚；第三，如果只进行内部吹扫，吹出的杂质极易在喷嘴外缘发生二次沾附，并且在日常熔覆时高频率遇到堵塞停机清堵会极大影响熔覆效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种热气幕成型模块以及激光熔覆装置，以在一定程度上解决现有的清堵方案存在的问题。

2、根据本技术的一方面提供一种热气幕成型模块，所述热气幕成型模块包括成型件和安装件，所述成型件包括在轴向方向上彼此相背的第一端面和第二端面，所述成型件的内侧壁围设出容纳空间，所述容纳空间用于容纳嘴构件，在所述第一端面指向所述第二端面的方向上，所述容纳空间的直径逐渐减小，所述安装件与所述第一端面连接，所述安装件开设有连通口，所述连通口与所述容纳空间连通，所述连通口用于与热气源连接；

3、所述成型件开设有多个第一孔和多个第二孔，所述第一孔沿径向方向贯穿所述成型件，多个所述第一孔被划分为多个通气组，所述通气组沿周向间隔设置，所述通气组内的所述第一孔沿轴向间隔设置；

4、所述第二孔自所述第二端面沿预定方向朝向所述成型件内部延伸，所述预定方向与轴向的夹角为锐角，多个所述第二孔被划分为多个连接组，所述连接组内的所述第二孔沿径向间隔设置，所述通气组和所述连接组一一对应，对于所述连接组内的任一所述第二孔，对应的所述通气组内的靠近所述第二端面的部分所述第一孔与所述第二孔连通。

5、优选地，所述安装件包括第一连接板、第二连接板和围板，所述围板围设出转接空间，所述转接空间与所述容纳空间连通，所述围板开设有所述连通口；

6、所述第一连接板和所述第二连接板分别自所述围板朝向所述转接空间的内部延伸，所述第一连接板与所述第一端面连接，所述第一连接板的内侧壁形成有螺纹。

7、根据本技术的另一方面提供一种激光熔覆装置，所述激光熔覆装置包括熔覆喷嘴、气体管路系统和上述的热气幕成型模块，所述熔覆喷嘴包括所述嘴构件，所述嘴构件设置在所述容纳空间内，所述气体管路系统与所述连通口连接。

8、优选地，所述熔覆喷嘴包括透镜组件和气粉执行与喷涂组件，所述透镜组件包括支撑构件、准直透镜、聚焦透镜和保护镜，所述准直透镜、所述聚焦透镜和所述保护镜沿轴向依次设置在所述支撑构件内，所述透镜组件和所述嘴构件分别设置在所述气粉执行与喷涂组件的两侧；

9、所述气体管路系统包括冷却进气管路和冷却出气管路，所述冷却进气管路与惰性气体气源连接，所述冷却进气管路的部分插入所述支撑构件内，所述冷却进气管路开设有第一进气孔和第二进气孔，所述第一进气孔面对所述准直透镜和所述聚焦透镜之间的空间，所述第二进气孔面对所述聚焦透镜和所述保护镜之间的空间；

10、所述冷却出气管路的部分插入所述支撑构件，所述冷却出气管路开设有第一出气孔和第二出气孔，所述第一出气孔面对所述准直透镜和所述聚焦透镜之间的空间，所述第二出气孔面对所述聚焦透镜和所述保护镜之间的空间。

11、优选地，所述气体管路系统还包括控制器、温度检测件、切换件和调制组件，所述切换件包括进气接口、循环接口和调制接口，所述进气接口与所述冷却出气管路连接，所述进气接口能够在与所述循环接口连通和所述调制接口连通之间切换，所述循环接口与所述冷却进气管路连通，所述调制接口与所述调制组件连接，所述调制组件与所述连通口连通，所述调制组件能够对流经的气体进行加热；

12、所述温度检测件设置在所述冷却出气管路内，以检测所述冷却出气管路内惰性气体的温度，所述温度检测件和所述切换件均与所述控制器通信连接，在所述冷却出气管路内惰性气体的温度大于或者等于预设温度时，所述控制器控制所述切换件切换至所述进气接口与所述调制接口连通，在所述冷却出气管路内惰性气体的温度小于预设温度时，所述控制器控制所述切换件切换至所述进气接口与所述循环接口连通。

13、优选地，所述气体管路系统还包括开关件、第一连接件、第二连接件、转接管路和两个吹气管路，所述嘴构件有送粉通路和送粉口，所述送粉通路的一端与所述送粉口连通，所述送粉通路的另一端延伸至所述喷嘴，所述转接管路与所述调制组件连接，所述开关件设置在所述转接管路上，所述开关件能够开启或者关闭，以连通或者切断所述转接管路；

14、所述第一连接件具有第一入口、第二入口、第一出口和第二出口，所述第一入口与所述第一出口连通，所述第二入口和所述第二出口连通，所述第二连接件具有第三入口、第四入口、第三出口和第四出口，所述第三入口与所述第三出口连通，所述第四入口与所述第四出口连通；

15、所述第一入口与所述惰性气体气源连接，所述第一出口与所述冷却进气管路连通，所述第三入口与所述冷却出气管路连接，所述第三出口与所述进气接口连接，所述第二入口和所述第四入口与所述转接管路连通，所述第二出口和所述第四出口分别与两个所述吹气管路连通，所述吹气管路对准所述送粉口。

16、优选地，所述气体管路系统还包括压力检测件，所述压力检测件设置在所述送粉通路上，以检测经通过所述送粉通路的压力，所述压力检测件与所述控制器通信连接；

17、在所述压力大于或者等于预设上限阈值，或者所述压力相对于预设基准值的波动幅度大于或者等于预设波动阈值时，所述控制器控制所述开关件开启预定时间后关闭。

18、优选地，在所述激光熔覆装置连续熔覆时间达到预设吹扫周期时，所述控制器控制所述开关件开启预定时间后关闭。

19、优选地，所述调制组件包括泵构件、导流管、加热件和文丘里引射器，所述泵构件通过所述导流管与所述调制接口连接，所述泵构件具有腔体，所述加热件设置在所述腔体内，所述文丘里引射器的一端与所述泵构件连接，所述文丘里引射器的另一端与所述转接管路和所述连通口连接。

20、优选地，在所述开关件关闭时，所述控制器控制所述泵构件处于第一预定转速；

21、在所述开关件开启时，所述控制器控制所述泵构件处于第二预定转速，所述第二预定转速大于所述第一预定转速。

22、本技术的热气幕成型模块包括成型件和安装件，成型件包括在轴向方向上彼此相背的第一端面和第二端面，成型件的内侧壁围设出容纳空间，容纳空间用于容纳嘴构件，在第一端面指向第二端面的方向上，容纳空间的直径逐渐减小，安装件与第一端面连接，安装件开设有连通口，连通口与容纳空间连通，连通口用于与热气源连接；成型件开设有多个第一孔和多个第二孔，第一孔沿径向方向贯穿成型件，多个第一孔被划分为多个通气组，通气组沿周向间隔设置，通气组内的第一孔沿轴向间隔设置；第二孔自第二端面沿预定方向朝向成型件内部延伸，预定方向与轴向的夹角为锐角，多个第二孔被划分为多个连接组，连接组内的第二孔沿径向间隔设置，通气组和连接组一一对应，对于连接组内的任一第二孔，对应的通气组内的靠近第二端面的部分第一孔与第二孔连通。如此，嘴构件可以安装在热气幕成型模块的容纳空间内，连通口与热气源连接，在第一孔和第二孔的作用下，能够在嘴构件的外周形成温热的倒锥形层流气幕，该热气幕能够有效降低了飞溅熔滴与喷嘴之间的瞬时激冷温差，从源头上破坏了飞溅物冷凝沾附的物理条件，降低了嘴构件堵塞的风险。同时，温热的倒锥形层流气幕完全分布在嘴构件的外周，不会影响嘴构件内部的嘴构件中送粉通路内部的载气压力与粉末汇聚轨迹。