專利名稱：一種 CO₂激光器專用熔池氣體保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種激光熔池氣體保護裝置，具體是涉及一種CO2激光器專用熔池氣體保護裝置。
背景技術：
激光熔敷是激光表面改性技術領域的一項重要工藝，它通過在基材表面添加熔敷材料，利用高能密度的激光束使之與基材表層一起熔化再凝固的方法，在基材表面形成與 之冶金結合的熔敷層。激光熔敷可將高熔點的材料熔敷在低熔點的基材表面，因此可用于激光熔敷的材料相當廣泛。目前，國內進行大面積激光熔敷加工所使用的設備多為CO2氣體激光器，由于配備反射聚焦鏡使得聚焦光路呈敞開式，空氣中的氧、氮等元素很容易隨熔池攪拌進入熔池而導致污染，一些熔敷材料或其高溫分解產物被氧化，失去了其固有的優異特性，使得激光熔敷層使用性能下降。針對上述存在問題，專利號為ZL201020599894. 8的中國專利公開了“一種用于激光加工的氣體保護裝置”，但是這種氣體保護裝置的進氣口較多，結構復雜、生產成本高，而且保護氣體不是直接吹向激光熔池，氣體利用率較低，因此對于激光熔池的保護效果較差。
發明內容本實用新型的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種結構簡單、生產成本低、氣體利用率高，對激光熔池的保護效果良好的CO2激光器專用熔池氣體保護裝置。本實用新型的技術方案是這樣實現的本實用新型所述的CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特點是包括由上往下依序同軸連接的連接套、長度調節筒和吹氣頭，所述連接套、長度調節筒和吹氣頭均為上下方向中通的結構體，其中所述吹氣頭套接在長度調節筒上且與長度調節筒之間形成有可使吹出的保護氣體在激光熔池的周圍形成垂直保護氣簾的帶圓環狀吹氣口的儲氣腔，所述吹氣頭上設置有與該儲氣腔相連通的水平進氣管，所述吹氣頭上還設置有可將保護氣體直接吹向激光熔池的進氣管，所述進氣管的出氣口位于圓環狀吹氣口的下方內側位置。為了使本實用新型對激光熔池的保護效果更好，以有效地提高激光熔敷層的使用性能，上述進氣管設置有四個，且所述四個進氣管軸對稱地設置在上述吹氣頭上。同時，上述水平進氣管設置有二個，且所述二個水平進氣管軸對稱地設置在上述吹氣頭上。為了使進氣管能夠有效地實現更好的保護效果，上述進氣管為直管，所述直管由上向下、由外向內傾斜地插接在上述吹氣頭上，且所述直管的中心軸與水平方向呈45°角。為了防止保護氣體從連接處流失，增加使用成本，上述吹氣頭與長度調節筒的連接處裝置有密封圈。為了能夠方便地滿足不同焦距的CO2激光器的使用需求，且防止因震動引起的錯位和氣流不穩，上述長度調節筒套接在連接套上且可沿連接套上下調節并可通過鎖緊機構鎖緊固定在連接套上。為了使本實用新型的使用長度調節方便，上述長度調節筒與連接套通過螺紋連接。為了使鎖緊機構的設置及調節簡單方便，且連接可靠，上述鎖緊機構為鎖緊螺釘，上述長度調節筒上設置有用于與所述鎖緊螺釘相連接的連接孔。為了減輕本實用新型的整體重量，又能避免二次激光輻射可能對操作人員造成的傷害，上述吹氣頭的下部設置有上端開口小、下端開口大的呈倒碗狀結構的凹槽。為了使吹氣頭與長度調節筒之間的拆裝方便，且連接可靠，上述吹氣頭與長度調節筒通過螺紋連接固定。本實用新型與現有技術相比，具有如下優點I、結構簡單合理，便于機械加工，生產成本低；2、四氣流通道吹氣外加氣簾保護式結構更適合在敞開式聚焦光路的CO2激光器上使用；3、裝置整體長度可調，能夠保證在很長的焦距范圍內使用，同時帶有鎖緊機構可防止因震動引起的錯位和氣流不穩；4、四個軸對稱設置的進氣管的出氣口直接指向激光熔池，氣體利用率高，熔池保護效果良好；5、吹氣頭下方設置有上端開口小、下端開口大的呈倒碗狀結構的凹槽，既減輕了重量，又避免了二次激光輻射可能對操作人員造成的傷害。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖I為本實用新型的整體結構示意圖。圖2為本實用新型的剖面結構示意圖。圖3為圖I的A向結構示意圖。
具體實施方式
如圖I-圖3所示，本實用新型所述的0)2激光器專用熔池氣體保護裝置，包括由上往下依序同軸連接的連接套I、長度調節筒2和吹氣頭3，而且連接套I、長度調節筒2和吹氣頭3均為上下方向中通的結構體，其中吹氣頭3套接在長度調節筒2上且與長度調節筒2之間形成有可使吹出的保護氣體在激光熔池的周圍形成垂直保護氣簾的帶圓環狀吹氣口81的儲氣腔8，而且吹氣頭3上設置有與該儲氣腔8相連通的水平進氣管9，同時吹氣頭3上還設置有可將保護氣體直接吹向激光熔池的進氣管10，而且進氣管10的出氣口 101位于圓環狀吹氣口 81的下方內側位置，而在連接套I的上端設置有內螺紋，CO2激光器通過該內螺紋連接在連接套I上，因此激光束是從連接套I、長度調節筒2和吹氣頭3連接形成的內腔沿軸向通過，最后在吹氣頭3下方的待加工工件表面形成激光熔池。為了使本實用新型對激光熔池的保護效果更好，以有效地提高激光熔敷層的使用性能，進氣管10設置有四個，且四個進氣管10軸對稱地設置在吹氣頭3上，而且進氣管10為直管，并且直管是由上向下、由外向內傾斜地插接在吹氣頭3上，且直管的中心軸與水平方向呈45°角；同時，水平進氣管9設置有二個，且二個水平進氣管9軸對稱地設置在吹氣頭3上。如圖2所示，水平進氣管9和進氣管10均為剛性直管，可由內徑2_的銅管或鋼管配以快速接頭制成，將各進氣管分別插入吹氣頭3事先鉆好的孔中，并在間隙位置用膠體密封即可。為了防止保護氣體從連接處流失，增加使用成本，在吹氣頭3與長度調節筒2的連接處裝置有密封圈7。為了能夠方便地滿足不同焦距的CO2激光器的使用需求，且防止因震動引起的錯位和氣流不穩，長度調節筒2套接在連接套I上且可沿連接套I上下調節并可通過鎖緊機構6鎖緊固定在連接套I上。而且為了使本實用新型的使用長度調節方便，長度調節筒2與連接套I通過螺紋連接。為了使鎖緊機構6的設置及調節簡單方便，且連接可靠，鎖緊機構6為鎖緊螺釘，而且在長度調節筒2上設置有用于與鎖緊螺釘相連接的連接孔21，并且在實際的設置中，連接孔21設置有兩個，而且軸對稱地設置在長度調節筒2上，在每個連接孔21上分別對應連接有一鎖緊螺釘。為了減輕本實用新型的整體重量，又能避免二次激光輻射可能對操作人員造成的傷害，吹氣頭3的下部設置有上端開口小、下端開口大的呈倒碗狀結構的凹槽31。而且為了使吹氣頭3與長度調節筒2之間的拆裝方便，且連接可靠，吹氣頭3與長度調節筒2通過螺紋連接固定，而且由圖2可知，密封圈7是裝置在二者螺紋配合底部 處設置的密封圈槽內。本實用新型工作時，氬氣等惰性氣體分兩路通過水平進氣管9流入儲氣腔8內，氣體通過儲氣腔8下方的圓環狀吹氣口 81形成氣簾，在激光熔池的周圍形成氣體保護，同時氬氣等惰性氣體分四路通過軸對稱設置的進氣管10同時吹向激光熔池，在激光熔池上方和被軸對稱的進氣管10破壞的氣簾位置實現氣體保護，實現激光熔池與外界空氣隔絕的目的。本實用新型的長度調節是這樣實現的根據不同焦距的使用需求旋轉長度調節筒2，減少螺紋連接的配合圈數可增長本實用新型的長度，反之，增加螺紋連接的配合圈數可縮短本實用新型的長度，當確定所使用的焦距后，調節本實用新型的長度使得軸對稱設置的進氣管10的出氣口 101指向激光熔池的中心，此時旋緊鎖緊螺釘，使連接套I和長度調節筒2的相對位置固定，防止因震動引起的錯位和氣流不穩，從而實現了本實用新型的長度調節。本實用新型是通過實施例來描述的，但并不對本實用新型構成限制，參照本實用新型的描述，所公開的實施例的其他變化，如對于本領域的專業人士是容易想到的，這樣的變化應該屬于本實用新型權利要求限定的范圍之內。
權利要求1.一種CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于包括由上往下依序同軸連接的連接套(I)、長度調節筒(2)和吹氣頭(3)，所述連接套(I)、長度調節筒(2)和吹氣頭(3)均為上下方向中通的結構體，其中所述吹氣頭(3)套接在長度調節筒(2)上且與長度調節筒(2)之間形成有可使吹出的保護氣體在激光熔池的周圍形成垂直保護氣簾的帶圓環狀吹氣口(81)的儲氣腔 (8)，所述吹氣頭(3)上設置有與該儲氣腔(8)相連通的水平進氣管(9)，所述吹氣頭(3)上還設置有可將保護氣體直接吹向激光熔池的進氣管(10)，所述進氣管(10)的出氣口(101)位于圓環狀吹氣口(81)的下方內側位置。
2.根據權利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述進氣管(10)設置有四個，且所述四個進氣管(10)軸對稱地設置在上述吹氣頭(3)上。
3.根據權利要求I或2所述CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述進氣管(10)為直管，所述直管由上向下、由外向內傾斜地插接在上述吹氣頭(3)上，且所述直管的中心軸與水平方向呈45°角。
4.根據權利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述水平進氣管(9 )設置有二個，且所述二個水平進氣管(9 )軸對稱地設置在上述吹氣頭(3 )上。
5.根據權利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述吹氣頭(3)與長度調節筒(2)的連接處裝置有密封圈(7)。
6.根據權利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述長度調節筒(2)套接在連接套(I)上且可沿連接套(I)上下調節并可通過鎖緊機構(6)鎖緊固定在連接套(I)上。
7.根據權利要求I或6所述CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述長度調節筒(2 )與連接套(I)通過螺紋連接。
8.根據權利要求6所述CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述鎖緊機構(6)為鎖緊螺釘，上述長度調節筒(2)上設置有用于與所述鎖緊螺釘相連接的連接孔(21)。
9.根據權利要求I所述0)2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述吹氣頭(3)的下部設置有上端開口小、下端開口大的呈倒碗狀結構的凹槽(31)。
10.根據權利要求I所述CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，其特征在于上述吹氣頭(3)與長度調節筒(2)通過螺紋連接固定。
專利摘要一種CO2激光器專用熔池氣體保護裝置，包括由上往下依序同軸連接的連接套、長度調節筒和吹氣頭，吹氣頭與長度調節筒之間形成有可在激光熔池的周圍形成垂直保護氣簾的儲氣腔，在吹氣頭上設置有與該儲氣腔相連通的水平進氣管和可將保護氣體直接吹向激光熔池的進氣管。本實用新型結構簡單，便于機械加工，生產成本低，四氣流通道吹氣外加氣簾保護式結構更適合在敞開式聚焦光路的CO2激光器上使用，裝置整體長度可調，能保證在很長的焦距范圍內使用，同時鎖緊機構可防止因震動引起的錯位和氣流不穩，四個進氣管直接指向激光熔池，氣體利用率高，熔池保護效果好，吹氣頭下方設置有凹槽，既減輕了重量，又避免了二次激光輻射對操作人員造成的傷害。
文檔編號C23C24/10GK202763282SQ20122040388
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者佟鑫, 李福海, 劉敏, 代明江, 鄧暢光, 馬文有, 陳興馳 申請人:廣州有色金屬研究院