[发明专利]同轴送粉激光熔敷加工头

说明书

技术领域

本发明涉及激光热处理机，尤其涉及一种激光热处理机中的同轴送粉激光熔敷加工头。

背景技术

近年来，激光热处理机广泛用于工业生产中。与传统的热处理工艺相比，激光热处理工艺具有加热速度快，热影响区小，易于实现计算机控制，应力和变形较小的优点，因此使得工艺周期短，生产效率高，特别适用于大而复杂零件的部分热处理。激光熔覆作为一种新的热处理方法，常用以修复磨损超差的零件，或改善材料表面特性。由于激光熔覆零件材料的成份可不受通常的冶金热力学条件的限制，因此其应用范围相当广泛。

现有激光熔覆加工头的结构相对简单，只能进行激光加热，并且是采用侧向送粉，送粉的稳定性很难保证，粉末利用率低，而且需要复杂的专用送粉装置，调节困难。另外，由于没有防撞装置，当编程或操作不当导致碰撞时，很容易引起熔覆加工头损坏，带来经济损失。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种同轴送粉激光熔敷加工头。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种同轴送粉激光熔敷加工头，包括顺序设置的安装板、水冷体、透镜、斜面反射镜、角度调节机构、聚焦镜、冷却筒和喷嘴，其特点是，还包括同轴送粉头和防碰撞机构，同轴送粉头包围在喷嘴上并与冷却筒固定相连，防碰撞机构包括微动开关和弹簧，微动开关和弹簧分别连接在聚焦镜与冷却筒之间。

所述的同轴送粉头内设有四条送粉通道，四条送粉通道分别从上往下斜向设置，其出口均匀分布在喷嘴出口的四周。

所述的弹簧至少设有两个，各弹簧均匀分布在聚焦镜与冷却筒之间。

本发明的同轴送粉激光熔敷加工头由于采用了以上技术方案，具有以下的优点和和特点：

1、由于设置了同轴送粉头，可使喷出的粉末束聚拢程度及对中精度高，从而大大提高了粉末利用率及加工质量，降低了覆层的稀释率和基材的热影响，提高了熔覆质量。

2、由于设置了防碰撞机构，具备了防碰撞功能，可对径向平面内任意角度的碰撞进行迅速检测，并可自动停机，避免了因操作或编程不当造成的加工头的损坏。碰撞恢复后可自动复位，无需重新校正光路。

附图说明

图1是本发明同轴送粉激光熔敷加工头的立体结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明同轴送粉激光熔敷加工头，包括顺序设置的安装板1、水冷体2、透镜3、斜面反射镜4、角度调节机构5、聚焦镜6、冷却筒7和喷嘴8，以及同轴送粉头9和防碰撞机构10。同轴送粉头9包围在喷嘴8上并与冷却筒7固定相连，防碰撞机构10包括微动开关101和弹簧102，微动开关101和弹簧102分别连接在聚焦镜与冷却筒之间。在同轴送粉头9内设有四条送粉通道91，四条送粉通道分别从上往下斜向设置，其出口均匀分布在喷嘴出口的四周。弹簧102至少设有两个均匀分布在聚焦镜与冷却筒之间。

本发明同轴送粉激光熔敷加工头的工作过程和原理可结合图1说明如下：激光从箭头方向经过透镜3进入熔覆加工头，被斜面反射镜4反射后，经过聚焦镜6聚焦，然后通过喷嘴8照射到钢材上，在钢材表面形成熔池。同时，金属粉末通过同轴送粉头9的四条送粉通道91被吹到钢材表面，金属粉末均匀分布于熔池，熔化并涂覆在工件表面形成致密的硬度较高的金属涂层。

当熔覆加工头在径向平面内发生任意角度碰撞后，微动开关101会迅速检测并发出停机信号，同时弹簧102被迫压缩从而吸收碰撞冲击力和变形，避免因操作或编程不当造成的机头损失。当碰撞消除后，控制器会自动根据记录的位置恢复到原位，弹簧102变形减除，从而恢复到原始状态，光路无需重新校正。