[发明专利]一种集成式宽光斑深孔激光熔覆头

说明书

本发明提出一种集成式宽光斑深孔激光熔覆头，包括连接杆、固定座、送粉单元、清理单元、积分镜单元、保护镜单元、导流风刀单元、照明单元和摄像单元；连接杆连接于固定座后端，积分镜单元安装于固定座前端，送粉单元安装于固定座一侧，清理单元安装于固定座另一侧，导流风刀单元安装于固定座的下侧并位于送粉单元和清理单元之间，保护镜单元安装于固定座和导流风刀单元之间，照明单元安装于固定座上，摄像单元安装于连接杆上，且照明单元位于摄像单元和送粉单元之间。本发明通过创新设置上下风刀结构，有效保护了激光熔覆头，提高了熔覆效率，通过创新设置摄像功能，能够实时观测熔池、铺粉状态、熔覆面质量，使得操作者可以实时发现熔覆质量问题。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其是涉及一种集成式宽光斑深孔激光熔覆头。

背景技术

零部件腐蚀是机械设备损伤的主要原因，零部件防蚀能力的优劣直接关系到机械设备的安全运行，通过激光将合金粉末熔覆在深孔工件内壁是最近发展起来的防腐蚀技术，但是现有的激光熔覆技术普遍存在熔覆效率低、熔覆头体积大、内孔高温环境适应性差等问题，尤其是针对深孔工件内壁的激光熔覆问题，现有激光熔覆头管路外漏，容易受到激光反射而烧毁且无法满足长时间运行的熔覆要求，纵观现有的激光熔覆头，有的体积较大不适合深孔内壁熔覆，有的水冷装置集成不好无法满足长时间运行要求，有的是小圆形光斑熔覆效率低，无熔池及铺粉状态及熔覆面的图像反馈功能，深孔工件熔覆过程中的熔覆质量无法判定，等等，这些问题严重阻碍了深孔激光熔覆技术的发展，急切需要开发一种全新的能够满足深孔激光熔覆要求且可长时间稳定运行的带图像反馈功能的集成式宽光斑深孔激光熔覆头。

发明内容

本发明基于上述现有技术问题，提出一种全新结构的集成式宽光斑深孔激光熔覆头，通过创新设置上下风刀结构，有效保护了激光熔覆头，提高了熔覆效率，通过创新设置摄像功能，能够实时观测熔池、铺粉状态、熔覆面质量，使得操作者可以实时发现熔覆质量问题；通过设置积分反射镜直接将圆柱形激光束反射并整形为矩形激光束，无需再安装积分聚焦镜，使结构更简单，光学元器件更少；创新的设置清理装置，清理待熔覆表面，提高了熔覆质量；创新的将粉气分离器、气刀、清理装置、摄像头，保护气管，送粉管集成于熔覆头内，结构紧凑，没有管路外漏，使结构紧凑体积更小。因此本发明提出的集成式宽光斑深孔激光熔覆头解决了现有深孔激光熔覆技术的发展瓶颈问题，且能连续稳定运行，集成化高，体积小，具有广阔的推广应用前景。

为达到上述目的，本实发明的技术方案为：

一种集成式宽光斑深孔激光熔覆头，包括：连接杆1、固定座3、送粉单元、清理单元、积分镜单元、保护镜单元、导流风刀单元、照明单元和摄像单元；其中所述连接杆1连接于所述固定座3的后端，所述积分镜单元安装于所述固定座的前端，所述送粉单元安装于所述固定座的一侧，所述清理单元安装于所述固定座的另一侧，所述导流风刀单元安装于所述固定座的下侧并位于所述送粉单元和清理单元之间，所述保护镜单元安装于所述固定座和导流风刀单元之间，所述照明单元安装于所述固定座上，所述摄像单元安装于所述连接杆1上，且所述照明单元位于所述摄像单元和送粉单元之间；所述连接杆、固定座、保护镜单元、导流风刀单元中均形成有激光束通道，熔覆激光束依次穿过连接杆和固定座的激光束通道后被积分镜单元反射后再依次透过保护镜单元和导流风刀单元的激光束通道后聚焦于待加工的工件表面；所述连接杆、固定座和送粉单元内设置有相互连通的送粉通道，所述连接杆、固定座和清理单元内设置有相互连通的清理气体通道，所述连接杆、固定座和导流风刀单元内设置有相互连通的风刀气体通道，所述连接杆、固定座、送粉单元和积分镜单元内设置有相互连通的循环冷却水通道。