[實(shí)用新型]一種激光頭及高速激光熔覆設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202023315688.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN214193454U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳志瑋;蔡國(guó)雙;齊歡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海彩石激光科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 北京知迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11628
• 代理人: 王勝利

本實(shí)用新型公開(kāi)一種激光頭及高速激光熔覆設(shè)備，屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域。該激光頭包括：殼體，殼體具有中空結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)用于傳輸激光束；第一接口，第一接口與殼體的中空結(jié)構(gòu)貫通設(shè)置，第一接口用于固定第一激光器；第二接口；第二接口與殼體的中空結(jié)構(gòu)貫通設(shè)置，第二接口用于固定第二激光器；反光鏡，反光鏡位置可調(diào)地設(shè)置于中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，用于調(diào)整第一激光器和/或第二激光器發(fā)射的激光束方向，使激光束交替出射至殼體的激光出射口。本實(shí)用新型公開(kāi)的激光頭使激光清洗工藝與高速激光熔覆工藝高度結(jié)合，通過(guò)采用同一激光頭即可完成整個(gè)激光清洗+熔覆工藝，降低了設(shè)備成本，提高了生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型還公開(kāi)了高速激光熔覆設(shè)備及方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光頭及高速激光熔覆設(shè)備。

背景技術(shù)

高速激光熔覆技術(shù)，是近年來(lái)發(fā)展出的新的金屬表面涂層制備工藝。其利用激光能量加熱粉末噴嘴送出的金屬粉末，使其以熔融狀態(tài)到達(dá)基材表面，冷卻凝固后形成熔覆層，并與基材形成冶金結(jié)合。由于粉末的熔融不依賴與基材表面穩(wěn)定熔池的形成，因此激光掃描速度大大高于傳統(tǒng)的激光熔覆技術(shù)。一般激光掃描速度達(dá)到100mm/s時(shí)，即為高速激光熔覆，高速激光熔覆效率可以達(dá)到傳統(tǒng)激光熔覆的100倍。

現(xiàn)有技術(shù)中，高速激光熔覆技術(shù)在使用時(shí)，為了保證熔覆層與基材形成良好的冶金結(jié)合，避免產(chǎn)生夾雜，氣孔等熔覆缺陷，需要去除基材表面的油污及氧化物。傳統(tǒng)的去除方式包括砂紙打磨，丙酮擦洗等，清洗效率較低，而且對(duì)于一些穩(wěn)定的氧化膜，例如鋁合金表面的氧化膜，清洗效果很差。激光清洗能夠高效的去除工件表面的污染物及氧化層，是理想的激光高速熔覆前清洗方式。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，激光清洗光路與激光熔覆光路差別較大。激光清洗根據(jù)去除材料并且不傷基材的要求，多會(huì)選擇不同規(guī)格的脈沖激光器，光路一般包含準(zhǔn)直鏡，一維或二維振鏡，以及聚焦場(chǎng)鏡。激光束通過(guò)振鏡的高速轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速掃描運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)聚焦場(chǎng)鏡在一個(gè)二維平面內(nèi)聚焦。激光熔覆工藝中，激光作為熔融材料的能量源，一般選用高功率連續(xù)激光，光路一般包含準(zhǔn)直鏡與聚焦鏡，激光光束最終聚焦成一個(gè)小光斑。不同的激光器選擇和不同的光路給兩種工藝的有效結(jié)合帶來(lái)困難。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光頭及高速激光熔覆設(shè)備，通過(guò)激光頭內(nèi)光路設(shè)計(jì)，使清洗激光與高速熔覆激光能夠通過(guò)同一個(gè)激光頭，從一個(gè)激光輸出口選擇性輸出，將激光清洗與高速激光熔覆工藝有效結(jié)合，解決了高速激光熔覆前基材表面的污染物清洗效率低、設(shè)備結(jié)構(gòu)龐大的問(wèn)題，保證了高速熔覆工藝的順利實(shí)施。

第一方面，本實(shí)用新型提供一種激光頭，包括：殼體，殼體具有中空結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)用于傳輸激光束；第一接口，第一接口與殼體的中空結(jié)構(gòu)貫通設(shè)置，第一接口用于固定第一激光器；第二接口；第二接口與殼體的中空結(jié)構(gòu)貫通設(shè)置，第二接口用于固定第二激光器；反光鏡，反光鏡位置可調(diào)地設(shè)置于中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，用于調(diào)整第一激光器和/或第二激光器發(fā)射的激光束方向，使激光束交替出射至殼體的激光出射口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中，通過(guò)在激光頭的殼體上設(shè)置第一接口和第二接口，第一接口固定第一激光器，第二接口固定第二激光器，通過(guò)調(diào)整殼體內(nèi)的反光鏡的位置可以使第一激光器出射的激光和第二激光器出射的激光交替出射至殼體的激光出射口。此時(shí)，第一激光器和第二激光器中的一個(gè)激光器可以作為清洗激光，另一激光器可以作為超高速熔覆激光。由于清洗激光的激光器與超高速熔覆激光的激光器集成于一個(gè)激光頭上，且其共用一個(gè)激光出射口，該激光頭的結(jié)構(gòu)設(shè)置使激光清洗工藝與高速激光熔覆工藝高度結(jié)合，通過(guò)采用同一激光頭即可完成整個(gè)激光熔覆工藝，省略了振鏡，場(chǎng)鏡等昂貴設(shè)備，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，提高了生產(chǎn)效率。

進(jìn)一步地，第一接口與殼體的中空結(jié)構(gòu)貫通設(shè)置包括：第一接口與殼體的激光出射口呈直線貫通設(shè)置；和，第二接口與殼體的中空結(jié)構(gòu)貫通設(shè)置包括：第二接口與殼體的激光出射口呈L型貫通設(shè)置。