| 主权项 |
1.一种多功能同轴式雷射喷嘴,其特征在于包含有: (1)喷嘴位置调整元件,可调整喷嘴高低位置使雷射 光之聚焦焦点位于喷嘴内部或外部,系位于喷嘴结 构上方;及 (2)具有双环气及中心气所产生层流式气束之喷嘴 结构,系以双环气及中心气于喷嘴内产生层流式气 束作用,其中,内环气出口至外环气出口在喷嘴中 心线之垂直距离范围系大于0, 上述喷嘴位置调整元件与具有双环气及中心气所 产生层流式气束之喷嘴结构系属一同轴式结构,可 施行高效能之多功能雷射加工应用。 2.如申请专利范围第1项之多功能同轴式雷射喷嘴, 其中,该喷嘴结构,系包含有:喷嘴镜座及外部管路 入口分布元件,系连接喷嘴位置调整元件、支撑及 固定隔离保护镜片、分配与连接粉末流道入口、 中心气流道入口、环气流道入口、保护气流道入 口及喷嘴水冷流道;粉末流道,系以气体输送粉末 进入喷嘴且分布于粉末流道及粉末流道出口之通 道;双环气束层流产生装置及流道,为自喷嘴镜座 及外部管路入口元件上方环气流道入口导引气体, 经由内环气束元件(26)、外环气束元件(30)、内环 气层流流道(313)与外气罩元件(24)排列将该气体隔 离分为内环气及外环气;中心气层流产生装置及流 道,为自喷嘴镜座及外部管路入口元件上方中心气 流道入口导引中心气经过中心气层流流道,其中, 该中心气层流流道位于中心气流道入口(49)末端; 及保护气流道,导引保护气进入喷嘴,经由外部管 路入口元件与外气罩元件形成保护气流道。 3.如申请专利范围第2项之多功能同轴式雷射喷嘴, 其中,该内环气层流流道系为外环气束元件上之开 槽或孔洞,其数量包含一个以上。 4.如申请专利范围第3项之多功能同轴式雷射喷嘴, 其中,该内环气层流流道更包含数个孔洞或通过螺 纹之平面间隙构成。 5.如申请专利范围第2项之多功能同轴式雷射喷嘴, 其中,该中心气层流流道更包含数个孔洞或通过螺 纹之平面间隙构成。 6.如申请专利范围第2项之多功能同轴式雷射喷嘴, 其中,粉末流道出口与喷嘴出口水平面夹角范围, 为61度至89度。 7.如申请专利范围第2项之多功能同轴式雷射喷嘴, 其中,环气流道之内环气出口与喷嘴出口水平面夹 角范围为40度至85度,环气流道之外环气出口与喷 嘴出口水平面夹角范围为20度至80度。 8.如申请专利范围第1项之多功能同轴式雷射喷嘴, 其中,喷嘴位置调整元件所调整喷嘴高低位置,系 指喷嘴相对于焦点位置调整之范围为正负15mm。 9.如申请专利范围第1至8项中任一项之多功能同轴 式雷射喷嘴,其特征在于更包含有:一组以上之喷 嘴外罩冷却水道元件,其元件置于喷嘴外罩内;以 及具有表面喷覆绝热涂层之喷嘴外单及喷嘴本体 元件,可于高温环境中施行高效能之多功能雷射加 工应用。 10.如申请专利范围第9项之多功能同轴式雷射喷嘴 ,其中,喷焊绝热涂层包含介层(Bond coats)及面层( Topcoats);上述介层可为MCrAlY或镍铝粉末材料,介层 喷焊厚度可介于50-250m;上述面层为含有6-8%Y2O3之 氧化锆粉末或具有绝热之陶瓷粉末,面层喷焊厚度 可介于100-400m,使喷焊绝热涂层结构具有高温隔 热特性。 图式简单说明: 第一图:多功能同轴式雷射喷嘴结构图。 第二图:双环气层流之产生装置。 第三图:中心气层流之产生装置。 第四图:多功能同轴式雷射喷嘴于高温环境应用之 结构图。 第五图:(a)为调整多功能同轴式雷射喷嘴使试片表 面成为离焦(Under focus)模式与(b)为调整喷嘴使试片 表面成为雷射聚焦(Just focus)模式。 第六图:(a)传统同轴式雷射喷嘴之粉末黏附喷嘴出 口示意图,(b)多功能同轴式雷射喷嘴之内环气束避 免粉末黏附喷嘴出口示意图(粉末流道出口与内环 气出口距离较长),(c)多功能同轴式雷射喷嘴之内 环气束避免粉末黏附喷嘴出口示意图(粉末流道出 口与内环气出口距离较短)与(d)多功能同轴式雷射 喷嘴之双环气束使粉末集中效应示意图。 第七图:本发明多功能同轴式雷射喷嘴之粉末流束 集中示意图。 第八图:粉末流束影像量测装置示意图。 第九图:Dp/Dn(粉末流束直径/喷嘴出口直径)比値与 距喷嘴出口位置之关系。 第十图:Dp/Dsl(粉末流束直径/雷射与粉末作用之流 束直径)比値与距喷嘴出口位置之关系。 第十一图:多功能同轴式雷射喷嘴在双环气束作用 下,不同组合之走速及工件距喷嘴出口距离之堆积 效率。 第十二图:(a)为应多功能同轴式雷射喷嘴中心气以 氦气配合添加纯镍粉末进行粉末焊接焊道之横断 面巨观金相照片,(b)不添加粉末之雷射焊件之焊道 金相与(c)应用本发明喷嘴配合添加纯镍粉进行雷 射粉末焊接之焊道金相。 |
