[发明专利]一种提高激光设备利用效率的装置及其方法

说明书

本发明属于激光熔覆领域，具体地说，是一种提高激光设备利用效率的装置及其方法，通过该装置及其方法，在熔覆过程中，依靠分光镜和凹面镜反射将高能激光束分为两束能量减半的脉冲光束进行高效熔覆。与凹面镜外壳连接的激光出射口可绕定轴自由转动，可调整出射激光的聚焦方向，大大提高了该装置的灵活性与激光熔覆时的准确度。激光出射口连同凹面镜可自由拆卸，再接入相同的主体装置可实现脉冲激光束的再次分束，从而显著提高设备的生产效率。

技术领域

本发明属于激光熔覆领域，具体地说，是一种提高激光设备利用效率的装置及其方法。

背景技术

激光熔覆技术是一种新型的表面再制造技术，主要用于材料表面性能改善及零件表面修复。通过不同添料方式在基材表面添加激光熔覆材料，并利用高能激光束使其熔化与基材表面薄层一起熔凝。由于熔覆合金材料的性能优于基体，并与基体呈冶金结合状态，因此使基体表面的耐高温、耐磨损和耐腐蚀等特性得到显著提高。现工业生产所使用的激光设备额定功率大多为10000W，而实际生产中常用功率远小于机器的额定输出功率（实际生产功率大约为1000W-3000W左右），所以造成激光设备利用效率底下。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提高激光设备利用效率的装置及其方法，以解决熔覆过程中激光设备利用效率低下的问题，实现激光设备高效利用。

本发明披露的一种提高激光设备利用效率的装置，包括装置的主体外壳，主体外壳的前后部分向外延伸设置有凹面镜接口用来固定凹面镜外壳，凹面镜外壳的端部设置有凹面镜，主体外壳的朝上部分设置有激光入射口，凹面镜外壳的底部向下方向设置有激光出射口，主体外壳内部设置有分光镜，分光镜与凹面镜处于同一水平位置，激光出射口与凹面镜外壳相连，其轴线与激光反射聚焦方向一致。

本发明的进一步改进，主体外壳内部通过曲柄滑块机构与分光镜连接，曲柄滑块机构包括曲柄、连杆、导滑槽、柱状滑块，通过电机驱动曲柄转动，利用曲柄滑块机构实现柱状滑块在导滑槽中往复运动，分光镜由两面相对摆放的45°平面镜组成，并固定在柱状滑块中间位置上。

本发明的进一步改进，柱状滑块内部通有冷却水，其端部与主体外壳间用伸缩管连接，冷却水进出口设置在主体外壳上。

本发明的进一步改进，凹面镜外壳内部通有冷却水。

本发明还披露了一种提高激光设备利用效率的方法，使用上述的提高激光设备利用效率的装置，具体包括如下步骤:

（1）在非工作状态下，将该装置安装在激光发射口下方，激光发射口与分光器入射口相连且轴线重合，需要熔覆的板材放置在激光出射口下方；

（2）通冷却水并开启装置使分光镜水平往复运动，激光从入射口射入，照射在由两面相对摆放的45°平面镜组成的分光镜上，激光束轮流被两块平面镜反射，射向两个相反方向，使原连续激光分为两条能量减半的脉冲光束；

（3）转动凹面镜外壳，调整凹面镜聚焦方向，使反射后的激光聚焦到指定位置；

（4）自由拆卸两个凹面镜连同外壳与激光出射，拆卸后主体两侧接口可选择再次连接该装置，使脉冲激光再次分束。

本发明的有益效果：在熔覆过程中，依靠分光镜和凹面镜反射将高能激光束分为两束能量减半的脉冲光束进行高效熔覆。与凹面镜外壳连接的激光出射口可绕定轴自由转动，可调整出射激光的聚焦方向，大大提高了该装置的灵活性与激光熔覆时的准确度。激光出射口连同凹面镜可自由拆卸，再接入相同的主体装置可实现脉冲激光束的再次分束，从而显著提高设备的生产效率。

附图说明

图1是本发明的外观结构示意图。

图2是本发明的内部结构示意图。

图3是本发明的主体结构示意图。