[发明专利]一种激光-电弧复合同轴熔丝装置

权利要求书

1.一种激光-电弧复合同轴熔丝装置，包括激光光路单元和电弧单元，其特征在于，所述激光光路单元包括支撑框架，所述支撑框架的顶部设有入射孔、底部设有与所述入射孔位置对应的支撑部，所述支撑部的周围阵列设有多个扇形开口，相邻的扇形开口之间设有连接挡板；

所述支撑框架的内壁上设有环形反射镜，所述支撑部上设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接倾斜设置的平面反射镜，所述平面反射镜的反射面朝向所述入射孔和环形反射镜，所述驱动电机用于带动所述平面反射镜快速旋转，以使所述平面反射镜将入射光束进行旋转反射，并再通过所述环形反射镜进行反射形成交会于预设汇聚点处的旋转环形光束；

所述支撑框架的底部连接电弧单元的焊枪，所述焊枪的末端由所述连接挡板的底部伸入所述支撑部的底部中间处并向下延伸，所述焊枪的末端中设有环形喷嘴，所述环形喷嘴的内部设有同轴设置的环形导电嘴，所述环形喷嘴和环形导电嘴之间形成环形的保护气体通道，所述环形导电嘴的内部中空，丝材作为电极经由所述环形导电嘴内部送至所述预设汇聚点处被旋转环形光束-电弧复合热源熔化并熔覆于基材上；

所述入射孔处安装调焦聚焦镜，所述调焦聚焦镜的顶部设有与激光器光纤接口连接的准直镜，所述调焦聚焦镜用于通过调节自身的焦距，以调整所述旋转环形光束在所述预设汇聚点处形成的光斑直径，所述光斑直径范围为0.1mm～20mm；所述激光器光纤发射的入射激光为脉冲激光；激光类型为平顶波，激光频率和脉宽由所述驱动电机的转速、所述扇形开口的数量及所述连接挡板的宽度决定，以使所述入射激光旋转至所述连接挡板处时关光，离开所述连接挡板处时开光。

2.根据权利要求1所述的激光-电弧复合同轴熔丝装置，其特征在于，所述环形导电嘴与环形喷嘴的长度相同，或者所述环形导电嘴的末端突出所述环形喷嘴的端面向下延伸。

3.根据权利要求1所述的激光-电弧复合同轴熔丝装置，其特征在于，所述支撑部的底部中间处设有向下延伸且用于安装所述焊枪的安装柱。

4.根据权利要求1所述的激光-电弧复合同轴熔丝装置，其特征在于，所述入射光束的轴线、平面反射镜的旋转轴线、所述焊枪的末端的轴向均与丝材同轴。

5.根据权利要求1所述的激光-电弧复合同轴熔丝装置，其特征在于，所述预设汇聚点为丝材、旋转环形光束和电弧的交汇点，所述预设汇聚点位于焊枪的正下方，所述预设汇聚点与所述焊枪的距离在5mm～50mm之间，所述预设汇聚点位于基材的上表面上。

6.根据权利要求1所述的激光-电弧复合同轴熔丝装置，其特征在于，所述平面反射镜与入射光束之间的夹角可调节，调节范围为0°～90°，所述驱动电机的转速为10r/s～100r/s。

7.根据权利要求1所述的激光-电弧复合同轴熔丝装置，其特征在于，所述扇形开口的数量为1～6个，且扇形开口中安装保护镜。