[发明专利]一种多束激光中心送粉熔覆头及激光熔覆加工系统

说明书

本发明涉及一种多束激光中心送粉熔覆头及激光熔覆加工系统，以解决现有激光熔覆头存在结构复杂、及加工成本高的技术问题。本发明包括固定件、主体件和连接固定件和主体件的连接件；固定件内沿周向均布至少两个贯通其上端和下端的第一激光通道；主体件的中心设有贯穿其上端和下端的送粉通道，主体件内沿周向均布至少两个贯通其上端和下端的第二激光通道；第二激光通道和第一激光通道的数量相同，且一一对应同轴；第二激光通道的中心轴线与送粉通道的中心轴线相交于一点，交点位于主体件下端的外部，且距离主体件的下端5‑30mm；连接件为中空结构其侧壁上设有送粉口，其空腔内设有送粉管，送粉管的一端与送粉口连接，另一端与送粉通道连接。

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆头和激光加工设备，尤其涉及一种多束激光中心送粉熔覆头及具有该多束激光中心送粉熔覆头的激光熔覆加工系统。

背景技术

激光熔覆也称为激光包覆或激光熔敷，是一种激光表面改性技术，是以不同的添料方式在被熔覆基材基体表面上放置被熔覆材料(金属粉末)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，显著改善基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。

如何将粉末送到基材表面，已发展出多种技术。最简单的就是预置送粉，预置送粉一般利用重力，将粉末预先送到基材表面，然后用激光熔化。另外，还有同步送粉，同步送粉一般采用气动送粉方式，将粉末与激光同时汇聚基体的熔池附近进行熔化。同步送粉又分为旁轴送粉和中心送粉两种方式。旁轴送粉的特点是“粉包光”：中心为光束，粉末包围激光束。中心送粉的特点是“光包粉”：中心为粉流，激光束包围中心粉流。中心送粉技术相较旁轴送粉技术突出特点为粉末被光束环绕，粉末利用率高。

为了实现“光包粉”，现有的中心送粉技术都是采用将激光器发出的一束激光通过光学技术转变为空心光束。如专利CN201710059683.1和CN201710059713.9分别介绍了采用多面锥和圆锥形发射扩散镜将一实心光束反射并扩散，然后分别被一反射聚焦组件反射聚焦，从而获得了一个多束或环状激光围成的空心光束，用这个空心光束包围中心的粉流。

上述专利采用反射或透射分光镜将一束激光分成多束或环状空心光束，但是其存在以下问题：

(1)反射分束镜和反射聚焦镜的机械加工精度高，反射面为光学镜面，加工难度大，加工成本高；(2)利用上述反射镜做成的熔覆头结构复杂，装配较难。

发明内容

针对现有技术中存在的结构复杂、及加工成本高的技术问题，本发明提供一种多束激光中心送粉熔覆头及激光熔覆加工系统。

本发明的技术解决方案是：

一种多束激光中心送粉熔覆头，其特殊之处在于，包括固定件、主体件和连接件；

所述固定件内沿周向均布至少两个贯通其上端和下端的第一激光通道；

所述主体件的中心设有贯穿其上端和下端的送粉通道，主体件内沿周向均布至少两个第二激光通道，所述第二激光通道从主体件上端贯通至下端；

所述第二激光通道和第一激光通道的数量相同，且一一对应同轴；第二激光通道的中心轴线与所述送粉通道的中心轴线相交于一点，交点位于所述主体件下端的外部，且距离主体件的下端5-30mm；

所述连接件为中空结构，连接件的上端和下端分别与所述固定件和主体件连接；所述连接件的侧壁上设有送粉口，连接件的空腔内设有送粉管，所述送粉管的一端与所述送粉口连接，另一端与所述送粉通道连接。

进一步地，所述主体件包上部件和下部件，所述上部件和下部件均为去除尖端的类圆锥状结构，包括大端和小端；

所述下部件的大端与上部件的小端形状尺寸相同，且下部件的大端与上部件的小端可拆卸连接。