[發(fā)明專利]一種激光內孔熔覆頭

在審

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• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111809180A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 林學春;農光壹;林培晨;杭駿祥
• 申請（專利權）人: 江蘇智遠激光裝備科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;G02B27/09
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司 32286
• 代理人: 王子瑜

本發(fā)明提供一種激光內孔熔覆頭，包括順次可拆卸連接的光纖插頭、光纖接口、光纖水冷模塊、準直透鏡模塊、連接法蘭、導光管、末端結構、反射鏡模塊；光纖插頭和光纖接口，用于對激光發(fā)生器傳輸激光的光纖轉接與固定，且激光經準直透鏡模塊中安裝的準直透鏡組后，準直成平行光傳輸?shù)侥┒私Y構；末端結構內安裝有聚焦透鏡組，平行光通過聚焦透鏡組整形聚焦后，可經反射鏡模塊中的反射鏡反射到末端結構的出光孔，且通過出光孔照射到工件表面；出光孔的一側還設有送粉嘴模塊，送粉嘴模塊可拆卸連接在末端結構一側，且其上的送粉嘴可朝向出光孔發(fā)射激光方向上的工件表面送粉，本發(fā)明可實現(xiàn)長時間不間斷連續(xù)作業(yè)，且性能穩(wěn)定可靠，成本較低。

技術領域

本發(fā)明涉及一種激光加工設備，尤其是一種激光內孔熔覆頭。

背景技術

激光熔覆(LaserCladding)亦稱激光包覆或激光熔敷，是一種新的表面改性技術；它是通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，進而實現(xiàn)在基層表面形成與其為冶金結合的添料熔覆層；從而來顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣等特性，從而達到表面改性或修復的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴重元素；與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點，因此激光熔覆技術應用前景十分廣闊。

而目前在內孔熔覆時，孔內環(huán)境較為惡劣，其環(huán)境特點普遍為高溫、高粉塵、高油污等，且空間較為狹小，激光熔覆時粉末飛濺大，很容易使熔覆頭損壞，使其使用壽命大大縮短；嚴重影響了熔覆的效率，也限制了諸多高附加值軸類內孔的修復，限制了激光熔覆這種先進制造技術在石油石化鋼鐵等行業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內容

針對以上問題，根據(jù)激光內孔熔覆的工藝特點，且結合激光內孔熔覆的工況，本發(fā)明提出了一種激光內孔熔覆頭，可適用于最小孔徑90mm、最長深度2000mm的內孔激光熔覆，實現(xiàn)大功率(最大3kW)激光熔覆，使得能夠適用較為惡劣環(huán)境下長時間不間斷連續(xù)作業(yè)，提高熔覆效率，且性能穩(wěn)定可靠，成本較低。

本發(fā)明提供了如下的技術方案：

一種激光內孔熔覆頭，包括順次可拆卸連接的光纖插頭、光纖接口、光纖水冷模塊、準直透鏡模塊、連接法蘭、導光管、末端結構、反射鏡模塊；所述光纖插頭和光纖接口，用于對激光發(fā)生器傳輸激光的光纖轉接與固定，且激光經準直透鏡模塊中安裝的準直透鏡組后，準直成平行光傳輸?shù)侥┒私Y構；所述末端結構內安裝有聚焦透鏡組，所述平行光通過聚焦透鏡組整形聚焦后，可經反射鏡模塊中的反射鏡反射到末端結構的出光孔，且通過所述出光孔照射到工件表面；所述出光孔的一側還設有送粉嘴模塊，所述送粉嘴模塊可拆卸連接在末端結構一側，且其上的送粉嘴可朝向出光孔發(fā)射激光方向上的工件表面送粉。

進一步的，所述出光孔為可拆卸連接在所述末端結構上的錐形孔，所述錐形孔大端面端的一側還設有保護鏡，所述保護鏡的外圓周通過保護鏡扣套安裝在所述末端結構內，且經反射鏡模塊的反射鏡反射后的激光可通過保護鏡從出光孔照射到工件表面上。

進一步的，所述保護鏡和所述出光孔之間的末端結構上還連通有一保護氣管。

進一步的，所述保護氣管的兩側還設有兩組水冷卻管，所述末端結構設有兩組可與兩組水冷卻管分別貫通的貫通孔，所述反射鏡模塊內還設有一可將兩組貫通孔連通的連通孔。

優(yōu)選的，所述末端結構與所述反射鏡模塊之間還設有用于密封連通孔和貫通孔的水冷密封O圈；所述末端結構的激光通道端口外與所述反射鏡模塊之間還設有粉塵密封O圈。

優(yōu)選的，所述反射鏡模塊為銅質材料，且其迎光面經打磨拋光后設有鍍金層。

優(yōu)選的，所述聚焦透鏡組的外周通過聚焦透鏡鎖緊環(huán)安裝在所述末端結構的激光通道內。