一种用于激光熔覆管内冷却的顶 尖及其装配方法

目前，激光熔覆技术在材料表面改性技术中应用比较广泛。其工作原理是利用高能激光束辐照，使熔覆粉末在金属基体上形成薄的熔覆层，熔覆层与金属基体结合良好，因此可以制备耐蚀、耐磨、耐热、抗氧化的表面保护层，显著改善金属表面的耐蚀、耐磨、耐热和抗氧化的性能。目前该技术已在煤炭、钢铁、电力、铁路、船舶等诸多工业领域获得应用。

在对薄壁管类工件进行外表面激光熔覆加工时，由于激光熔覆产生的热量无法及时、有效地排散出去，会使薄壁管类工件快速升温，导致其内部产生较大的热应力，从而引起薄壁管类工件弯曲、变形；当热量累积到一定程度时，还有可能引起薄壁管类工件发生热塌陷失效。

为了使得薄壁管类工件在激光熔覆过程中产生的热量能够被及时、有效地排散出去，防止薄壁管类工件由于温升太高而造成内部热应力过大，从而避免薄壁管类工件弯曲、变形甚至发生热塌陷失效，需要在熔覆过程中对薄壁管类工件进行管内冷却。在现有技术中，薄壁管类工件的夹持装置，通常是由顶尖盘与连接在顶尖盘后部的主轴构成，使用两个顶尖盘的端部夹持住薄壁管类工件的两端，对薄壁管类工件的表面进行激光熔覆，在顶尖盘及主轴的外部设置一套冷却工装，用于对薄壁管类工件及夹持装置进行冷却。其缺点是结构较复杂、可靠性较差，且不能同时满足对大口径薄壁管和小口径薄壁管(如Φ20以下)进行夹持及管内冷却的需要。

为解决上述技术问题，西安必盛激光科技有限公司发明了一种用于激光熔覆管内冷却的顶尖及其装配方法，解决现有技术结构复杂，可靠性差且难以同时满足对大口径薄壁管和小口径薄壁管进行夹持及管内冷却的技术问题。本发明还提供了用于激光熔覆管内冷却的顶尖装配方法，可同时满足对大口径薄壁管和小口径薄壁管内冷却的需要。