激光熔覆孔式同轴送粉系统设计及实验研究

周余; 杨永强; 黄延禄

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.028

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激光熔覆孔式同轴送粉系统设计及实验研究

周余 , 杨永强 , 黄延禄

文章导航 > 激光技术 > 2011 > 35(1): 102-105

引用本文:

Citation:

激光熔覆孔式同轴送粉系统设计及实验研究

1.
华南理工大学机械与汽车工程学院, 广州 510640

作者简介: 周余(1978-)，男，硕士研究生，主要从事激光先进加工技术的研究.

通讯作者: 杨永强, meyqyang@scut.edu.cn ;

中图分类号: TG156.99

Design and experimental study of multi-hole coaxial powder feeding system for laser cladding

1.
School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China

Corresponding author: YANG Yong-qiang, meyqyang@scut.edu.cn ;

CLC number: TG156.99

摘要: 为了解决送粉激光熔覆系统中因重力作用发生偏聚及水冷效果差等问题,采用以激光束轴心为中心轴圆周均匀分布送粉孔的方法,没计了一系列孔式同轴送粉喷嘴(主要结构包括激光束通道、保护气体通道、水冷通道、气载送粉通道),从而获得良好的粉末流形态,提高送粉激光熔覆的质量。用该系列喷嘴在竖直(90),60,30和水平(0)等工况下进行粉末汇集性实验,发现粉末汇集效果良好。通过对Ti和Ni粉末、工具钢和等材料进行熔覆实验,送粉系统输送的粉末稳定、均匀,得到的熔覆样品表面光滑、熔覆层组织均匀,熔覆层与基体呈冶金结合。结果表明,孔式同轴送粉系统较好地满足了激光熔覆对送粉喷嘴的要求,并且能用来进行多种元素粉末的材料合成。所开发的送粉系统适用于材料表面改性和熔覆3维制造。
- 激光技术 /
- 激光熔覆 /
- 同轴送粉 /
- 粉末流
Abstract: To solve the problems of unsatisfied water-cooling and deposit deviation induced by gravity during laser cladding, a series of feeding nozzles distributed radially and symmetrically was designed to obtain satisfied powder stream and improve cladding quality (the main structure including laser beam routeway, shielding gas routeway, water-cooling routeway and gas feeding routeway). It was found that the powder pooling was satisfied during experiments conducted under conditions that the angles between the nozzle and horizontal plane were 90, 60, 30 and 0 respectively. Some experiments were also conducted adopting powders of Ti, Ni and tool steel respectively. Powders were fed stably and uniformly during experiments. The cladding samples with smooth surface and homogeneous microstructure were metallurgically bonded with the substrate. Experimental results show that the nozzles are satisfactory for powder feeding in laser cladding and can be used for material synthesis of powders. The system is suit for surface modification and 3-D solid fabrication.
- laser technique /
- laser cladding /
- coaxial feeding /
- powder stream

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激光熔覆孔式同轴送粉系统设计及实验研究

通讯作者: 杨永强, meyqyang@scut.edu.cn;

作者简介: 周余(1978-)，男，硕士研究生，主要从事激光先进加工技术的研究

1. 华南理工大学机械与汽车工程学院, 广州 510640

收稿日期: 2010-03-09
录用日期: 2010-04-01
网络出版日期: 2011-01-25

关键词:

摘要: 为了解决送粉激光熔覆系统中因重力作用发生偏聚及水冷效果差等问题,采用以激光束轴心为中心轴圆周均匀分布送粉孔的方法,没计了一系列孔式同轴送粉喷嘴(主要结构包括激光束通道、保护气体通道、水冷通道、气载送粉通道),从而获得良好的粉末流形态,提高送粉激光熔覆的质量。用该系列喷嘴在竖直(90),60,30和水平(0)等工况下进行粉末汇集性实验,发现粉末汇集效果良好。通过对Ti和Ni粉末、工具钢和等材料进行熔覆实验,送粉系统输送的粉末稳定、均匀,得到的熔覆样品表面光滑、熔覆层组织均匀,熔覆层与基体呈冶金结合。结果表明,孔式同轴送粉系统较好地满足了激光熔覆对送粉喷嘴的要求,并且能用来进行多种元素粉末的材料合成。所开发的送粉系统适用于材料表面改性和熔覆3维制造。