[發明專利]一種集成式寬光斑深孔激光熔覆頭

有效

• 申請號: 202010797497.X
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111926324B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李建勛;蘇成明;王春昌;曹鵬
• 申請（專利權）人: 陜西天元智能再制造股份有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種集成式寬光斑深孔激光熔覆頭，包括連接桿、固定座、送粉單元、清理單元、積分鏡單元、保護鏡單元、導流風刀單元、照明單元和攝像單元；連接桿連接于固定座后端，積分鏡單元安裝于固定座前端，送粉單元安裝于固定座一側，清理單元安裝于固定座另一側，導流風刀單元安裝于固定座的下側并位于送粉單元和清理單元之間，保護鏡單元安裝于固定座和導流風刀單元之間，照明單元安裝于固定座上，攝像單元安裝于連接桿上，且照明單元位于攝像單元和送粉單元之間。本發明通過創新設置上下風刀結構，有效保護了激光熔覆頭，提高了熔覆效率，通過創新設置攝像功能，能夠實時觀測熔池、鋪粉狀態、熔覆面質量，使得操作者可以實時發現熔覆質量問題。

技術領域

本發明涉及激光熔覆技術領域，尤其是涉及一種集成式寬光斑深孔激光熔覆頭。

背景技術

零部件腐蝕是機械設備損傷的主要原因，零部件防蝕能力的優劣直接關系到機械設備的安全運行，通過激光將合金粉末熔覆在深孔工件內壁是最近發展起來的防腐蝕技術，但是現有的激光熔覆技術普遍存在熔覆效率低、熔覆頭體積大、內孔高溫環境適應性差等問題，尤其是針對深孔工件內壁的激光熔覆問題，現有激光熔覆頭管路外漏，容易受到激光反射而燒毀且無法滿足長時間運行的熔覆要求，縱觀現有的激光熔覆頭，有的體積較大不適合深孔內壁熔覆，有的水冷裝置集成不好無法滿足長時間運行要求，有的是小圓形光斑熔覆效率低，無熔池及鋪粉狀態及熔覆面的圖像反饋功能，深孔工件熔覆過程中的熔覆質量無法判定，等等，這些問題嚴重阻礙了深孔激光熔覆技術的發展，急切需要開發一種全新的能夠滿足深孔激光熔覆要求且可長時間穩定運行的帶圖像反饋功能的集成式寬光斑深孔激光熔覆頭。

發明內容

本發明基于上述現有技術問題，提出一種全新結構的集成式寬光斑深孔激光熔覆頭，通過創新設置上下風刀結構，有效保護了激光熔覆頭，提高了熔覆效率，通過創新設置攝像功能，能夠實時觀測熔池、鋪粉狀態、熔覆面質量，使得操作者可以實時發現熔覆質量問題；通過設置積分反射鏡直接將圓柱形激光束反射并整形為矩形激光束，無需再安裝積分聚焦鏡，使結構更簡單，光學元器件更少；創新的設置清理裝置，清理待熔覆表面，提高了熔覆質量；創新的將粉氣分離器、氣刀、清理裝置、攝像頭，保護氣管，送粉管集成于熔覆頭內，結構緊湊，沒有管路外漏，使結構緊湊體積更小。因此本發明提出的集成式寬光斑深孔激光熔覆頭解決了現有深孔激光熔覆技術的發展瓶頸問題，且能連續穩定運行，集成化高，體積小，具有廣闊的推廣應用前景。

為達到上述目的，本實發明的技術方案為：

一種集成式寬光斑深孔激光熔覆頭，包括：連接桿1、固定座3、送粉單元、清理單元、積分鏡單元、保護鏡單元、導流風刀單元、照明單元和攝像單元；其中所述連接桿1連接于所述固定座3的后端，所述積分鏡單元安裝于所述固定座的前端，所述送粉單元安裝于所述固定座的一側，所述清理單元安裝于所述固定座的另一側，所述導流風刀單元安裝于所述固定座的下側并位于所述送粉單元和清理單元之間，所述保護鏡單元安裝于所述固定座和導流風刀單元之間，所述照明單元安裝于所述固定座上，所述攝像單元安裝于所述連接桿1上，且所述照明單元位于所述攝像單元和送粉單元之間；所述連接桿、固定座、保護鏡單元、導流風刀單元中均形成有激光束通道，熔覆激光束依次穿過連接桿和固定座的激光束通道后被積分鏡單元反射后再依次透過保護鏡單元和導流風刀單元的激光束通道后聚焦于待加工的工件表面；所述連接桿、固定座和送粉單元內設置有相互連通的送粉通道，所述連接桿、固定座和清理單元內設置有相互連通的清理氣體通道，所述連接桿、固定座和導流風刀單元內設置有相互連通的風刀氣體通道，所述連接桿、固定座、送粉單元和積分鏡單元內設置有相互連通的循環冷卻水通道。