[发明专利]使用单激光光束实现双光斑复合能场的方法、装置、工艺及其应用

权利要求书

1.一种激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收入射的激光光束，透过一正棱台半透反射镜，形成穿过正棱台半透反射镜上下底面的第一光路，以及经正棱台半透反射镜侧面反射面反射形成的第二光路；其中入射的激光光束被配置由支撑架限定的激光光束射入通道入射到正棱台半透反射镜，所述支撑架具有第一部分和第二部分，第一部分位于第二部分的上部、并定义了所述激光光束射入通道；所述正棱台半透反射镜设置在支撑架的第二部分的中央位置；

在所述第二光路中设置环形反光镜，所述环形反光镜的反射面朝向正棱台半透反射镜侧面反射面，将第二光路中照射的光束反射到工件表面，形成环形光斑；

在所述第一光路中设置锥形反射镜，将第一光路中照射的光束反射到多个旋转的反光镜中，通过旋转的反光镜投射到工件表面，形成搅拌光斑，与所述环形光斑形成双光斑复合能场，其中所述旋转的反光镜的反射面朝向锥形反射镜的侧面。

2.根据权利要求1所述的激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的方法，其特征在于，将所述环形反光镜的反射面设置成与正棱台半透反射镜的侧面反射面平行。

3.根据权利要求1所述的激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的方法，其特征在于，所述搅拌光斑形成过程中，由多个旋转的反光镜对通过锥形反射镜的反射面分出的光束进行汇聚形成小光斑，调节旋转的反光镜的旋转来调节搅拌光斑。

4.根据权利要求1所述的激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的方法，其特征在于，将所述旋转的反光镜的数量设置成与锥形反射镜反射面的数量相同。

5.一种激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的装置，其特征在于，包括：

正棱台半透反射镜，具有上下底面以及侧面反射面，所述正棱台半透反射镜被设置用于接收入射的激光光束，并经过上下底面透射后形成第一光路，以及经过侧面反射面反射后形成第二光路；其中入射的激光光束被配置由支撑架限定的激光光束射入通道入射到正棱台半透反射镜，所述支撑架具有第一部分和第二部分，第一部分位于第二部分的上部、并定义了所述激光光束射入通道；所述正棱台半透反射镜设置在支撑架的第二部分的中央位置；

位于所述第二光路中设置的环形反光镜，所述环形反光镜的反射面朝向正棱台半透反射镜侧面反射面，用于将第二光路中照射的光束反射到工件表面，形成环形光斑；

位于所述第一光路中设置的锥形反射镜，所述锥形反射镜用于将第一光路中照射的光束反射到多个旋转的反光镜中，通过旋转的反光镜投射到工件表面，形成搅拌光斑，与所述搅拌光斑形成双光斑复合能场；其中旋转的反光镜的反射面朝向锥形反射镜的侧面。

6.根据权利要求5所述的激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的装置，其特征在于，所述正棱台半透反射镜呈圆台状，上底面和下底面平行设置。

7.根据权利要求6所述的激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的装置，其特征在于，所述正棱台半透反射镜内圆透光直径为D，锥形反射镜的外圆最大直径为d，其中D=d。

8.根据权利要求5所述的激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的装置，其特征在于，所述环形反光镜围绕正棱台半透反射镜的外侧设置，环形反光镜的反射面与正棱台半透反射镜的侧面反射面平行。

9.根据权利要求5所述的激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的装置，其特征在于，所述旋转的反光镜由电机驱动旋转。

10.根据权利要求5所述的激光熔覆工艺中使用单激光光束实现双光斑复合能场的装置，其特征在于，所述锥形反射镜为三角锥形反射镜。