[發(fā)明專利]基于雙振鏡系統(tǒng)的激光熔覆頭

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011014926.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN111996528A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王賢寶;王明娣;郭敏超;倪玉吉;張曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陳婷婷

本發(fā)明公開了一種基于雙振鏡系統(tǒng)的激光熔覆頭，包括導(dǎo)光筒、設(shè)置在導(dǎo)光筒遠(yuǎn)端的熔覆端頭，熔覆端頭上具有激光投射通道，該激光投射通道內(nèi)沿激光束的投射方向自后向前依次設(shè)置有第一振鏡、第二振鏡、聚焦鏡及保護(hù)鏡，其中，所述第一振鏡的旋轉(zhuǎn)中心線與所述第二振鏡的旋轉(zhuǎn)中心線相互垂直，且所述第一振鏡的旋轉(zhuǎn)中心線與所述導(dǎo)光筒內(nèi)激光束的投射方向相互垂直。驅(qū)使第一振鏡與第二振鏡分別在x軸和y軸方向上掃描而形成矩形光斑，該光斑經(jīng)過(guò)聚焦鏡的作用，使照射到材料表面的光束更加均勻，同時(shí)在激光熔覆效率上有很大的改進(jìn)。該激光熔覆頭內(nèi)鏡片數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且各鏡片在加工過(guò)程中均能夠被很好地保護(hù)，使用壽命長(zhǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光熔覆領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙振鏡系統(tǒng)的激光熔覆頭。

背景技術(shù)

激光熔覆，是指通過(guò)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，在基層表面形成添料熔覆層。激光熔覆作為一種新的表面改性技術(shù)，具有組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆材料多等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在近年來(lái)應(yīng)用十分的廣泛，例如用于設(shè)備中內(nèi)孔周壁的表面修復(fù)加工。

現(xiàn)有的激光熔覆光頭，對(duì)激光光束處理在原理上主要有兩個(gè)方面：1.通過(guò)準(zhǔn)直透鏡、聚焦透鏡、積分鏡等鏡片的作用，將激光變成矩形光斑，這種優(yōu)化光斑質(zhì)量的方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是鏡片由于工作環(huán)境問(wèn)題容易受損；2.通過(guò)光內(nèi)同軸送粉的方式，將粉末從送粉通道吹出后直接作用于光斑上，粉末輸送和熔覆同步進(jìn)行，這種方式可以提高熔覆層質(zhì)量，提高粉末利用率，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光頭設(shè)備成本大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供基于雙振鏡系統(tǒng)的激光熔覆頭，以克服現(xiàn)有技術(shù)的激光熔覆頭的一個(gè)或多個(gè)缺陷。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于雙振鏡系統(tǒng)的激光熔覆頭，所述激光熔覆頭包括導(dǎo)光筒、設(shè)置在所述導(dǎo)光筒遠(yuǎn)端的熔覆端頭，以及設(shè)置在所述熔覆端頭末端且具有送粉通道的送粉噴嘴，所述熔覆端頭上具有激光投射通道，所述激光投射通道內(nèi)沿激光束的投射方向自后向前依次設(shè)置有第一振鏡、第二振鏡、聚焦鏡及保護(hù)鏡，所述熔覆端頭上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述第一振鏡旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)所述第二振鏡旋轉(zhuǎn)的第二電機(jī)，其中，所述第一振鏡的旋轉(zhuǎn)中心線與所述第二振鏡的旋轉(zhuǎn)中心線相互垂直，且所述第一振鏡的旋轉(zhuǎn)中心線與所述導(dǎo)光筒內(nèi)激光束的投射方向相互垂直。

優(yōu)選地，所述激光投射通道具有相互連通的第一通道與第二通道，所述第一通道的延伸方向與所述第二通道的延伸方向相互垂直，所述第二振鏡設(shè)置在所述第一通道與所述第二通道相接處。

進(jìn)一步地，所述第一通道的延伸方向、所述第二通道的延伸方向及所述導(dǎo)光筒內(nèi)激光束的投射方向兩兩之間相互垂直。

進(jìn)一步地，所述熔覆端頭設(shè)于所述導(dǎo)光筒的遠(yuǎn)端并位于所述導(dǎo)光筒的一側(cè)。

進(jìn)一步地，所述第一電機(jī)安裝在所述熔覆端頭的頂部，所述第二電機(jī)安裝在所述熔覆端頭的一側(cè)。

更進(jìn)一步地，所述第二電機(jī)與所述導(dǎo)光筒位于所述熔覆端頭的同一側(cè)。

優(yōu)選地，所述送粉通道的出口位于所述保護(hù)鏡的前方。

優(yōu)選地，所述熔覆端頭上還開設(shè)有冷卻通道，所述冷卻通道環(huán)設(shè)在所述熔覆端頭上。

進(jìn)一步地，所述冷卻通道具有進(jìn)水口與出水口，所述進(jìn)水口與所述出水口分設(shè)于所述熔覆端頭的不同側(cè)，且所述出水口高于所述進(jìn)水口。

優(yōu)選地，所述激光熔覆頭還包括設(shè)于所述導(dǎo)光筒近端的準(zhǔn)直鏡，以及連接激光器的連接頭。