[發明專利]一種多光束中心送粉內孔熔覆頭

在審

• 申請號: 201910729114.2
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110359041A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 段開椋;韓媛;馬寶田
• 申請（專利權）人: 蘇州中科中美激光科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 范丹丹

本發明揭示了一種多光束中心送粉內孔熔覆頭，該多光束中心送粉內孔熔覆頭包括主體，以及設置于主體上的多組激光通道、送粉通道、反射鏡和水冷通道，送粉通道設置于熔覆頭的中軸面上，水冷通道與多組激光通道錯開設置，反射鏡設置在多組激光通道內部，所述主體為柱狀結構。本發明的多光束中心送粉內孔熔覆頭采用多束激光空間組合的方式，在不增加單束激光強度的條件下，通過多束激光空間組合方式，突破了現有內孔熔覆頭因功率密度過高導致的反射鏡鍍膜層容易燒毀的行業瓶頸問題。

技術領域

本發明涉及一種多光束中心送粉內孔熔覆頭，可用于激光加工設備技術領域。

背景技術

激光熔覆是通過在基材表面添加熔覆材料，利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝，提高基體表面的耐腐、耐磨、抗氧化等特性。激光熔覆過程中會產生熱輻射及飛濺的金屬粉塵，影響激光熔覆頭的使用性能。尤其對于內孔激光熔覆，熔覆加工空間小，加工環境閉塞且粉塵污染嚴重，內孔熔覆頭在相對惡劣的環境中工作容易受到煙塵的干擾和污染，熔覆頭內部的光學鏡片經常因污染而燒毀。

現有內孔熔覆頭還存在一個重要的瓶頸問題：內孔熔覆頭都需要一內置光學反射鏡將激光反射至部件內壁，此反射鏡鏡面處的激光光斑一般都很?。ㄖ睆?-3mm），功率密度很高（500-800W/mm²），反射鏡的反射膜在如此高的激光功率密度作用下也容易損壞。也是由于這個原因，目前市場內孔熔覆激光功率一般都維持在2500W上下，且不能長時間連續工作。若是繼續增大激光功率，會導致內孔熔覆頭的可靠性更差。激光功率決定著熔覆加工效率，由于上述原因，目前現有內孔熔覆使用的激光功率較小，熔覆加工效率低，滿足不了大孔徑、大面積工件內部的熔覆加工需求。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術中存在的上述問題，提出一種多光束中心送粉內孔熔覆頭。

本發明的目的將通過以下技術方案得以實現：一種多光束中心送粉內孔熔覆頭，包括主體，以及設置于主體上的多組激光通道、送粉通道、反射鏡和水冷通道，送粉通道設置于熔覆頭的中軸面上，水冷通道與多組激光通道錯開設置，反射鏡設置在多組激光通道內部。

優選地，所述主體為柱狀結構，所述主體上設置有N組激光通道，N的取值為2、3或4。

優選地，所述主體上設置有三組激光通道，每組激光通道包括第一橫向激光通道、第二橫向激光通道、第三橫向激光通道和第一縱向激光通道、第二縱向激光通道、第三縱向激光通道；第一橫向激光通道和第一縱向激光通道為相互連通，第二橫向激光通道和第二縱向激光通道為相互連通，第三橫向激光通道和第三縱向激光通道為相互連通。

優選地，所述第一橫向激光通道和第一縱向激光通道兩者軸線相交且夾角為鈍角，第二橫向激光通道和第二縱向激光通道兩者軸線相交且夾角為鈍角，第三橫向激光通道和第三縱向激光通道兩者軸線相交且夾角為銳角；或所述第一橫向激光通道和第一縱向激光通道兩者軸線相交且夾角為銳角，第二橫向激光通道和第二縱向激光通道兩者軸線相交且夾角為銳角，第三橫向激光通道和第三縱向激光通道兩者軸線相交且夾角為鈍角。

優選地，所述反射鏡包括第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡，第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡通過壓片分別固定于主體上，壓片與主體緊固連接，每個橫向激光通道和縱向激光通道連通處分別為第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡所在的位置，每組激光通道的橫向通道和縱向通道兩通道軸線與對應的反射鏡的垂線夾角相同。

優選地，所述送粉通道包括橫向送粉通道和縱向送粉通道，第一橫向激光通道、第二橫向激光通道、第三橫向激光通道和橫向送粉通道兩兩平行；第一縱向激光通道、第二縱向激光通道、第三縱向激光通道的中心軸線和縱向送粉通道中心軸線相交于一點，且該點位于主體外部。

優選地，所述縱向送粉通道中心軸線分別和第一縱向激光通道、第二縱向激光通道、第三縱向激光通道中心軸線夾角均為銳角。