[发明专利]激光熔覆装置

说明书

本发明涉及一种激光熔覆装置，该装置包括支撑座和位于所述支撑座下方的喷嘴，所述支撑座上设有分光镜和至少两个反射聚焦镜，所述分光镜接收入射光束并将所述入射光束反射形成反射光束，所述反射聚焦镜接收所述反射光束并将所述反射光束转化为聚焦光束；所述喷嘴包括喷头、枪身以及用于微调喷嘴位置的微调装置，所述喷头设置在所述枪身的底部，所述微调装置活动安装在所述枪身的顶部，且可相对所述支撑座位移。由于微调装置中过孔的直径大于过孔杆的直径，通过微移所述微调装置再通过过孔杆紧固所述喷嘴，达到喷嘴相对支撑座实现周向微调的目的，保证聚焦光束与喷嘴同轴，使聚焦光束能够包裹整个被熔材料，从而保证激光熔覆装置的精确度。

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆装置，属于激光加工领域。

背景技术

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。

1)预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用；

2)同步式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同时完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。

同步送料法是目前最为先进的激光熔覆技术，它可大大提高熔覆质量，降低熔覆层的稀释率和基材的热影响，与预置熔覆法相比可使所需的熔覆能量降低一倍以上，还易于实现自动控制。侧向送料由于被熔材料的出口和光的出口相距较远，被熔材料和光的可控性较好不会出现因被熔材料过早熔化阻塞出光口的现象。单侧送料方式的局限性在于送料只是一个方向，这使得当加工面是平面时加工轨迹只能是一条直线，而不能走诸如圆、方形等这些曲线，使这类送料器在加工中使用的方便性、灵活性受到限制。同轴送料克服了单侧送料的缺点，能够将被熔材料均匀分散成环型再汇聚后送入聚焦的激光光束中。

中国专利CN104611696B公开了一种激光熔覆喷嘴，该喷嘴通过分光镜的作用将一束激光变成两束激光从两侧激光通道进入熔池。粉末从多个方向送入粉末室，在小型鼓风机作用下向下运动，并在分粉筛的作用下形成均匀的粉末流，粉末周围由一圈准直保护气保证汇聚精度，设置在喷嘴中间的角度传感器能够在喷嘴倾斜时增加保护气量，尽可能降低粉末由于重力造成的偏聚，喷嘴前端外围也有环状保护气对熔池进行笼罩保护，中间喷嘴采用螺旋式冷却水通道对喷嘴进行冷却。端部的保护罩有利于激光的充分反射回工件以及粉末得到充分利用，保护罩上也设有冷却水道及时冷却。

此激光熔覆喷嘴虽然具有如下效果：

该喷嘴结构简单，粉末汇聚精度高，提高了光粉耦合的精度，保证了粉末的准直性和粉末的利用率；同时，冷却水道分内外两套冷却水道分别作用于筒体下端和保护罩，对此处的关键部位进行及时冷却，防止飞溅的粉末流或过高的热量对构件造成损害。内冷水通路采用螺旋式设计，冷却水从上方流入，下方流出，提高了冷却效率有效保护喷嘴，外冷却水主要对外保护罩进行冷却。

但是依然存在如下不足：

由于激光熔覆装置的零件在制造和装配过程中会存在误差，该喷嘴在工作时无法保证聚焦光束与喷嘴同轴，就无法保证喷嘴和三光束焦点的位置关系，导致光束无法包裹整个被熔材料，从而最终影响激光熔覆装置的精确度，增大了工艺难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光熔覆装置，该激光熔覆装置能在装配完成后对导丝嘴进行微调处理，保证入射光束与分光镜同轴，从而保证激光熔覆装置的精确度。