[發明專利]一種應用于激光熔覆的靶面疊加式激光鏡片模組系統

有效

• 申請號: 202010423198.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111471992B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 湛歡;湯磊;李震;劉梅;王亦軍;辛志文;汪樹兵
• 申請（專利權）人: 寶宇（武漢）激光技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;H01S3/108
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種應用于激光熔覆的靶面疊加式激光鏡片模組系統，其特征在于：包含有高功率激光模塊（100）、靶面疊加式激光鏡片模組（200）、水冷模塊（300）、送粉模塊（400）及保護氣模塊（500），所述高功率激光模塊（100）與所述靶面疊加式激光鏡片模組（200）相連，所述水冷模塊（300）分別與所述高功率激光模塊（100）及靶面疊加式激光鏡片模組（200）相連，所述送粉模塊（400）及保護氣模塊（500）均與所述靶面疊加式激光鏡片模組（200）相連；

其中，所述高功率激光模塊（100）用于輸出多路激光光束到所述靶面疊加式激光鏡片模組（200）中；所述靶面疊加式激光鏡片模組（200）用于將高功率激光模塊（100）輸出的多路激光光束合成兩束后、經過擴束、反射及掃描處理后輸出為能在金屬合金粉末上形成靶面疊加的混合雙激光光束；所述水冷模塊（300）用于對高功率激光模塊（100）與靶面疊加式激光鏡片模組（200）進行水冷散熱處理；所述送粉模塊（400）用于向靶面疊加式激光鏡片模組（200）輸送激光熔覆所需的金屬合金粉末（600）；所述保護氣模塊（500）用于向靶面疊加式激光鏡片模組（200）輸送惰性保護氣，以防止在激光熔覆過程金屬合金粉末（600）氧化和避免流體狀的金屬合金飛濺至靶面疊加式激光鏡片模組（200）內部；

其中，所述高功率激光模塊（100）包含至少兩個高功率激光器（101），且每個高功率激光器（101）均與所述靶面疊加式激光鏡片模組（200）及水冷模塊（300）相連；

所述靶面疊加式激光鏡片模組（200）包含一個信號合束模塊（201）、一個QBH準直單元（202）、一個光束擴束單元（203）、一個反射鏡單元（204）、一個f-θ場鏡單元（205）、一個保護鏡單元（206）、一個激光熔覆頭（207）及一個保護殼（208）；所述信號合束模塊（201）一端對應與高功率激光模塊（100）所包含的每個高功率激光器（101）的輸出端相連，另一端對應與所述QBH準直單元（202）相連，所述QBH準直單元（202）固定在保護殼（208）一端；所述激光熔覆頭（207）固定在保護殼（208）另一端；所述光束擴束單元（203）、反射鏡單元（204）、f-θ場鏡單元（205）及保護鏡單元（206）均設置在保護殼（208）內，且光束擴束單元（203）布設在QBH準直單元（202）的輸出光路上，反射鏡單元（204）布設在光束擴束單元（203）的輸出光路上，?f-θ場鏡單元（205）布設在反射鏡單元（204）的輸出光路上，保護鏡單元（206）布設在f-θ場鏡單元（205）的輸出光路上，激光熔覆頭（207）布設在保護鏡單元（206）的輸出光路上；

其中，信號合束模塊（201）用于將高功率激光模塊（100）輸出的多路激光光束合成一束，并輸入到QBH準直單元（202）中；

QBH準直單元（202）用于將信號合束模塊（201）輸出的合束激光光束分成兩路獨立激光光束，并分別輸送到光束擴束單元（203）中；

光束擴束單元（203）用于將由QBH準直單元（202）輸出的兩路獨立激光光束根據需要進行發射角減小，束腰半徑變大處理，然后再以不同的入射角度入射至反射鏡單元（204）中；

反射鏡單元（204）用于將由光束擴束單元（203）輸出的入射角度不同的兩路獨立激光光束以預設好的不同反射角度分別反射至f-θ場鏡單元（205）中；

f-θ場鏡單元（205）用于根據需要調節由反射鏡單元（204）輸出的反射角度不同的兩路獨立激光光束的作用范圍，然后再將反射角度不同的兩路獨立激光光束透過保護鏡單元（206）輸送到激光熔覆頭（207）中，并在由激光熔覆頭（207）輸出的金屬合金粉末（600）上形成靶面疊加，與此同時對金屬合金粉末（600）進行加熱；

保護鏡單元（206）用于防止在激光熔覆過程流體狀的金屬飛濺至靶面疊加式激光鏡片模組（200）內部。

2.根據權利要求1所述的應用于激光熔覆的靶面疊加式激光鏡片模組系統，其特征在于：在所述激光熔覆頭（207）內設有一個激光束傳輸通道（207a）、一個保護氣輸送通道（207b）及若干個送粉通道（207c）；所述激光束傳輸通道（207a）與保護鏡單元（206）出射端連通，所述保護氣輸送通道（207b）通過送氣管與保護氣模塊（500）連通，每個送粉通道（207c）通過一條送粉管與送粉模塊（400）連通。