本发明属于激光熔覆设备领域，尤其是涉及一种同轴多束流激光熔覆喷嘴。
背景技术：
激光熔覆过程中，粉末汇聚的精度及均匀性是影响熔覆粉末利用率以及熔覆层尺寸质量的重要影响因素。随着高速激光熔覆等新型技术的出现，又对大送粉量下的高汇聚精度送粉提出了更高的要求。
目前，激光熔覆的送粉方式基本采用环形同轴或多束流同轴送粉，对于多束流同轴送粉而言，其粉斑的均匀性低以及汇聚粉斑过大一直是制约其在高速激光熔覆上应用的阻碍。对于多束流同轴送粉而言，粉末通道数量如果过少，则粉末经多个粉末通道射出后汇聚而成的粉斑形状不够均匀；另外，现有公开的方案中，粉末通道均是直接在喷嘴上一体加工而成，为便于加工并考虑成本，喷嘴的材质无法选取高耐磨材料，而粉末通道内壁长期在金属粉末冲击下，容易造成磨损，导致喷出的粉末束发散严重，使得粉斑面积更为加大，粉斑形状畸变，如需维修则需更换整个喷嘴，设备维护成本较大。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提出一种同轴多束流激光熔覆喷嘴，具体为：
同轴多束流激光熔覆喷嘴，包括喷嘴本体、激光通道和多个粉末通道，每个粉末通道主要由开设于喷嘴本体上的粉管通孔和套设于粉管通孔中的输粉管组成，由输粉管自身的管孔作为粉末通道的通道孔。
每个粉末通道还包括第一连接管件和第二连接管件，喷嘴本体在每条粉管通孔的上部还同轴开设有一连接螺孔段，第一连接管件下部设有与连接螺孔段相螺纹配合的外螺纹段，中部外壁形成第一螺母段，上部设有上外螺纹段；第二连接管件的管孔下端部形成与第一连接管件的上外螺纹段螺纹配合固接用的台阶螺纹孔段，且第二连接管件的外壁下部形成第二螺母段。
第二连接管件的管孔、第一连接管件的管孔与粉管通孔依次同轴贯通且孔径相同，输粉管固定套设于第二连接管件、第一连接管件的管孔与粉管通孔依次同轴贯通形成的安装孔道内。
输粉管的下端管口端面与粉管通孔下端孔口端面平齐，或者输粉管的下端管口端面朝下凸出于粉管通孔下端孔口端面；输粉管的上端管口端面与第二连接管件的顶端孔口端面平齐，或者输粉管的上端管口端面朝上凸出于第二连接管件的顶端孔口端面。
喷嘴本体由分别具有中心通孔的喷嘴外芯和喷嘴内芯组装固接组成。
喷嘴外芯的中心通孔包括由下至上依次衔接的第一孔段、第二孔段和第三孔段，第一孔段与第二孔段的衔接处形成径向向外延伸的过渡台阶面；喷嘴内芯的外周侧包括由下至上依次衔接的下部段和上部段，喷嘴内芯下部段整体形状与喷嘴外芯的第二孔段相适配，上部段整体形状与喷嘴外芯的第三孔段相适配；
上部段的中部沿以中心通孔轴心线为中心的同一环形方向上间隔开设有上层第一弧形槽和上层第二弧形槽，定义隔离两弧形槽的两隔板部分别为上层第一隔板部和上层第二隔板部，上层第一隔板部和上层第二隔板部以中心通孔轴心线为中心呈镜像设置；
下部段的下部开设有以中心通孔轴心线为中心的c型弧形槽，下层隔板部将c型弧形槽沿周向方向上的两端之间进行间隔，且下层隔板部位于上层第一隔板部的正下方，上层第二隔板部则位于c型弧形槽槽中部的正上方；
喷嘴内芯在上层第一隔板部与下层隔板部之间区域的左右两侧处还分别沿纵向开设有左联通通孔和右联通通孔；左联通通孔两端分别联通上层第一弧形槽和c型弧形槽；右联通通孔两端分别联通上层第二弧形槽和c型弧形槽；
喷嘴内芯由喷嘴外芯的中心通孔上端开口套入，且喷嘴内芯下端端面密封抵贴喷嘴外芯中心通孔的第一孔段与第二孔段的衔接处形成的径向向外延伸的过渡台阶面；
喷嘴内芯的上部段在上层第一弧形槽和上层第二弧形槽的上方和下方分别与喷嘴外芯第三孔段内孔壁之间密封贴抵；
喷嘴外芯上还开设有上部对应连接进水管连接件和出水管连接件的第一安装盲孔和第二安装盲孔,第一安装盲孔、第二安装盲孔的下端部还分别与对应的第一连通孔、第二连通孔相交贯通；
第一连通孔的底部开口开设于第一安装盲孔的下端部孔壁，顶部开口开设于喷嘴外芯中心通孔的第三孔段的孔壁上且顶部开口紧邻上层第二隔板部朝向上层第二弧形槽的一侧；
第二连通孔的底部开口开设于第二安装盲孔的下端部孔壁，顶部开口开设于第三孔段的孔壁上且顶部开口紧邻上层第二隔板部朝向上层第一弧形槽的一侧。
左联通通孔的上端开口开设于上层第一弧形槽下槽壁紧邻上层第一隔板部的端部；左联通通孔的下端开口开设于c型弧形槽上槽壁紧邻下层隔板部左侧面的端部；右联通通孔的上端开口开设于上层第二弧形槽紧邻上层第一隔板部的端部；右联通通孔的下端开口开设于c型弧形槽上槽壁紧邻下层隔板部右侧面的端部。
上层第一弧形槽和上层第二弧形槽分别沿周向上的长度相等，且c型弧形槽沿周向方向上的长度大于上层第一弧形槽或上层第二弧形槽的长度，且c型弧形槽沿周向方向上的长度不大于上层第一弧形槽和上层第二弧形槽的长度和。
喷嘴内芯下端端面与过渡台阶面之间通过固定容纳于过渡台阶面上开设的密封胶圈槽的第一密封胶圈保持密封贴抵；
喷嘴内芯的上部段在上层第一弧形槽和上层第二弧形槽的上方和下方分别开设有一环形密封胶圈槽，且下方的环形密封槽位于上层第一弧形槽、上层第二弧形槽与下方的c型弧形槽之间，两个环形密封胶圈槽分别各装配一密封胶圈，通过夹设于上部段的两环形密封胶圈槽中及喷嘴外芯第三孔段内孔壁之间的两个密封胶圈保持密封贴抵。
喷嘴内芯的下部段整体形状呈倒锥体，上部段整体形状呈圆柱体，且c型弧形槽的槽底延伸至下部段的底端面，使得c型弧形槽缺少了下侧槽壁。
本发明输粉管可更换，节约成本，提高了使用寿命，可适用于更多束流的结构设计，形成的粉斑更加均匀，可承受更大的送粉量；通道水冷结构，上下两层水冷循环，冷却效果更好，能承受更大功率、更高厚度、更高速度的激光熔覆作业。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的立体示意图；
图2为图1隐藏连接环后的示意图；
图3为图2隐藏喷嘴内芯后的示意图；
图4为本发明的俯视示意图；
图5为本发明的仰视示意图；
图6为图4中aa向剖视示意图；
图7为图4中bb向剖视示意图；
图8为图4中cc向剖视示意图；
图9为喷嘴内芯的透视立体图；
图10为喷嘴内芯的主视示意图；
图11为图10中dd向剖视示意图；
图12为喷嘴内芯的俯视方向透视图
图13为图12中ee向剖视示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图所示，本发明的同轴多束流激光熔覆喷嘴，包括喷嘴本体1、激光通道2和至少六个粉末通道5，每个粉末通道主要由开设于喷嘴本体上的粉管通孔51和套设于粉管通孔中的输粉管52组成，由输粉管52自身的管孔作为粉末通道5的通道孔，即喷嘴本体上只需加工出用于套设安装输粉管的粉管通孔51即可，对粉管通孔51的加工要求可大为降低，喷嘴本体1的材质要求也大大降低，对材质和加工精度的高要求就只限于输粉管52，若有磨损，也只需更换相应的输粉管即可，无需更换喷嘴本体，既可节省加工、维护成本，也可使得同轴多束流激光熔覆喷嘴的粉末通道数量做到六个以上，使得粉斑成形指标更趋理想，提升激光熔覆加工质量。
输粉管52由于是单体件，可控制其内表面粗糙度小于ra1.6，硬度大于400hv；管内径可在0.8-2.0mm，管长度可在55-120mm，可实现更好的粉末束流直线度，粉末发散角小于20度，工作粉斑大小1.0mm-3.0mm，且可实现更好的耐磨性，可通过替换输粉管件节约喷嘴成本。
进一步，参见图6，每个粉末通道5还包括第一连接管件53和第二连接管件54，喷嘴本体1在每条粉管通孔51的上部还同轴开设有一连接螺孔段511，第一连接管件53下部设有与连接螺孔段511相螺纹配合的外螺纹段531，中部外壁形成第一螺母段530，用于扳手类工具对第一连接管件53转动以使其外螺纹段531与连接螺孔段511相螺接紧固；第一连接管件53的上部设有上外螺纹段532，第二连接管件54的管孔下端部形成与第一连接管件53的上外螺纹段532螺纹配合固接用的台阶螺纹孔段，且第二连接管件54的外壁下部形成第二螺母段541，第二螺母段541用于扳手类工具对第二连接管件54转动以使其台阶螺纹孔段与第一连接管件53的上外螺纹段532相螺接紧固；第二连接管件54的上部外壁则可设置用于与输粉设备管路连接的外螺纹段或者卡接部位。
第二连接管件54的管孔、第一连接管件53的管孔与粉管通孔51依次同轴贯通且孔径相同，输粉管52固定套设于第二连接管件54、第一连接管件53的管孔与粉管通孔51依次同轴贯通形成的安装孔道内，且输粉管52的下端管口端面与粉管通孔51下端孔口端面平齐，或者输粉管52的下端管口端面朝下凸出于粉管通孔51下端孔口端面；输粉管52的上端管口端面与第二连接管件54的顶端孔口端面平齐，或者输粉管52的上端管口端面朝上凸出于第二连接管件54的顶端孔口端面。从而使得由输粉管52自身的管孔充当了整个喷嘴的粉末通道5的通道孔。
从加工的工艺性角度考虑，本发明的喷嘴本体1被分成分别具有中心通孔的喷嘴外芯11和喷嘴内芯12，两者通过顶部的紧固螺栓紧固在一起，通过两者的合并共同构成位于喷嘴本体1中心的激光通道2，和位于喷嘴本体1内部的冷却水通道；
具体的，结合图7所示，喷嘴外芯11的中心通孔包括由下至上依次衔接的第一孔段111、第二孔段112和第三孔段113，第一孔段111与第二孔段112的衔接处形成径向向外延伸的过渡台阶面114；
喷嘴内芯12的外周侧包括由下至上依次衔接的下部段121和上部段122，喷嘴内芯12下部段121整体形状与喷嘴外芯11的第二孔段112相适配，上部段122整体形状与喷嘴外芯11的第三孔段113相适配；
上部段122的中部沿同一以喷嘴内芯12中心通孔轴心线为中心的环形方向上间隔开设有上层第一弧形槽1221和上层第二弧形槽1222，结合图9至图13所示，定义隔离两弧形槽的两隔板部分别为上层第一隔板部1223和上层第二隔板部1224，上层第一隔板部1223和上层第二隔板部1224以喷嘴内芯12中心通孔轴心线为中心呈镜像设置；
下部段121的下部开设有以喷嘴内芯12中心通孔轴心线为中心的c型弧形槽1211，下层隔板部1212将c型弧形槽1211沿周向方向上的两端之间进行间隔，且下层隔板部1212位于上层第一隔板部1223的正下方，上层第二隔板部1224则位于c型弧形槽1211槽中部的正上方；
优选的，上层第一弧形槽1221和上层第二弧形槽1222分别沿周向上的长度相等，且c型弧形槽1211沿周向方向上的长度大于上层第一弧形槽1221或上层第二弧形槽1222的长度，且c型弧形槽1211沿周向方向上的长度不大于上层第一弧形槽1221和上层第二弧形槽1222的长度和。
喷嘴内芯12在上层第一隔板部1223与下层隔板部1212之间区域的左右两侧处还分别沿纵向开设有左联通通孔1231和右联通通孔1232；
左联通通孔1231的上端开口联通上层第一弧形槽1221，具体的，参见图9和图10所示，左联通通孔1231的上端开口开设于上层第一弧形槽1221下槽壁紧邻上层第一隔板部1223左侧面的端部；左联通通孔1231的下端开口联通c型弧形槽1211，具体的，参见图9和图10所示，左联通通孔1231的下端开口开设于c型弧形槽1211上槽壁紧邻下层隔板部1212左侧面的端部；
右联通通孔1232的上端开口联通上层第二弧形槽1222，具体的，参见图9和图10所示，右联通通孔1232的上端开口开设于上层第二弧形槽1222紧邻上层第一隔板部1223右侧面的端部；右联通通孔1232的下端开口联通c型弧形槽1211，具体的，参见图9和图10所示，右联通通孔1232的下端开口开设于c型弧形槽1211上槽壁紧邻下层隔板部1212右侧面的端部；
喷嘴内芯12由喷嘴外芯11的中心通孔上端开口套入，并由顶部的环形挡肩124与喷嘴外芯11穿经紧固螺栓后紧固在一起，且喷嘴内芯12下端端面抵贴喷嘴外芯11中心通孔的第一孔段111与第二孔段112的衔接处形成的径向向外延伸的过渡台阶面114，且两者之间通过固定容纳于过渡台阶面114上开设的密封胶圈槽的第一密封胶圈1141保持密封；
喷嘴内芯12的上部段122在上层第一弧形槽1221和上层第二弧形槽1222的上方和下方分别开设有一环形密封胶圈槽，如图中所示的第一环形密封胶圈槽1226和第二环形密封胶圈槽1225，且下方的环形密封槽位于上层第一弧形槽1221、上层第二弧形槽1222与下方的c型弧形槽1211之间，第一环形密封胶圈槽1226和第二环形密封胶圈槽1225分别各装配一密封胶圈，通过夹设于上部段122的第一环形密封胶圈槽1226和第二环形密封胶圈槽1225中及喷嘴外芯11第三孔段113内孔壁之间的两个密封胶圈、以及夹设于喷嘴内芯12下端端面与过渡台阶面114上开设的密封胶圈槽之间的第一密封胶圈1141，分别将上层第一弧形槽1221和上层第二弧形槽1222封闭构成位于上层的第一上层冷却水通道腔和第二上层冷却水通道腔，将c型弧形槽1211封闭构成位于下层的下层冷却水通道腔；
另外，结合图8所示，喷嘴外芯11上还开设有分别用于连接进水管连接件41和出水管连接件42的第一安装盲孔411和第二安装盲孔,进水管连接件41和出水管连接件42分别通过下部的外螺纹段与对应的第一安装盲孔411、第二安装盲孔的上部的内螺纹螺接固定，第一安装盲孔411、第二安装盲孔的下端部还分别与对应的第一连通孔412、第二连通孔相交贯通；
具体的，第一连通孔412的底部开口开设于第一安装盲孔411的下端部孔壁，顶部开口开设于喷嘴外芯11中心通孔的第三孔段113的孔壁上且顶部开口紧邻上层第二隔板部1224朝向上层第二弧形槽1222的一侧；
第二连通孔的底部开口开设于第二安装盲孔的下端部孔壁，顶部开口开设于喷嘴外芯11中心通孔的第三孔段113的孔壁上且顶部开口紧邻上层第二隔板部1224朝向上层第一弧形槽1221的一侧；
整个喷嘴本体内的冷却水流通路径为：经进水管连接件41、第一安装盲孔411、第一连通孔412，进入上层第二弧形槽1222的起始端即临近上层第二隔板部1224的一端处，流经上层第二弧形槽1222即第二上层冷却水通道腔，再通过上层第二弧形槽1222的末端即临近上层第一隔板部1223的一端处的右联通通孔1232向下，进入c型弧形槽1211的起始端，流经c型弧形槽1211即下层冷却水通道腔，再经左联通通孔1231向上，进入上层第一弧形槽1221的起始端即临近上层第一隔板部1223的一端处，流经上层第一弧形槽1221即第一上层冷却水通道腔，再由上层第一弧形槽1221的即临近上层第二隔板部1224的一端处的第二连通孔，经第二安装盲孔、出水管连接件42，排出喷嘴本体。
喷嘴内芯12的中心通孔与喷嘴外芯11中心通孔的第一孔段111同轴对接贯通，共同构成激光通道2。
优选的，喷嘴内芯12的下部段121整体形状呈倒锥体，上部段122整体形状呈圆柱体，且c型弧形槽1211的槽底延伸至下部段121的底端面，使得c型弧形槽1211缺少了下侧槽壁，给加工纵向贯通上、下层的左、右联通通孔提供了避让空间，便于加工，又可有效缩小体积。
进一步，为方便与激光组件的连接，喷嘴内芯12上方还通过螺栓固接一连接环13.
进一步，为减轻重量，喷嘴外芯11外周面上还开设有若干减重槽115，同时起到加强筋的作用，提升强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
