[发明专利]一种光粉紧耦合自协调同轴送粉激光增材加工头

权利要求书

1.一种光粉紧耦合自协调同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，包括连接装置（5），固定在连接装置（5）上端的激光聚焦头（6）以及固定在连接装置（5）下端的套筒（4），滑动套设在套筒（4）外部的移动套筒（3）和固定在套筒（4）外部的送粉机构（2），还包括连接在移动套筒（3）下端的连接机构（10）及熔覆头（11）；

所述送粉机构（2）包括内部滑道（9）及送粉铜管（1），所述内部滑道（9）与所述连接机构（10）的一端铰链式连接；

所述激光聚焦头（6）通过所述移动套筒（3）上下运动同步改变光斑大小；

所述送粉铜管（1）采用带花瓣式凹槽结构的铜合金管材；

所述送粉机构（2）为角度可调式送粉机构，通过连接机构（10）及内部滑道（9）在移动套筒（3）上下滑动的作用下调整送粉铜管（1）的角度变化同步改变粉斑大小。

2.根据权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述送粉机构（2）数量设置为2、3或4。

3.根据权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述送粉机构（2）沿所述熔覆头（11）周向均匀排布。

4.根据权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述送粉机构（2）采用铬锆铜、铍青铜在内的铜合金材质。

5.根据权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述送粉机构（2）内置水冷却通路。

6.根据权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述熔覆头（11）上端固定有挡光板（8），所述挡光板（8）上安装有水冷块（7）。

7.根据权利要求6所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述挡光板（8）及水冷块（7）采用紫铜或铜合金材质，所述水冷块（7）内置水冷却通路。

8.根据权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述送粉铜管（1）壁厚2-4mm，花瓣式凹槽深度0.2-1mm。

9.根据权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述送粉铜管（1）改为采用内层石英玻璃管（12）加外层铜合金管（13）嵌套式复合结构。

10.根据权利要求9所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述送粉铜管（1）内层石英玻璃管及外层铜合金管壁厚2-3mm。

11.根据权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头，其特征在于，所述内部滑道（9）的角度须保证所述移动套筒（3）滑动至某一特定位置时，激光光斑与粉斑尺寸大小相同。

12.权利要求1所述的同轴送粉激光增材加工头提供的激光光斑与粉斑协同调控方法，包括以下步骤：

（1）建立移动套筒（3）滑动距离与激光光斑、粉斑尺寸大小的对应关系；

（2）根据工艺设计确定不同壁厚处的激光光斑尺寸；

（3）根据步骤（1）、（2），由驱动装置驱动移动套筒（3）移动相应距离调整激光光斑的尺寸、带动可调式送粉机构（2）通过连接机构（10）及内部滑道（9）在移动套筒（3）上下运动的牵引下调整送粉铜管（1）的角度变化同步改变粉斑大小，实现激光光斑与粉斑的协同调控。