[实用新型]应用于激光熔覆的靶面叠加式激光镜片模组系统

说明书

本实用新型公开了一种应用于激光熔覆的靶面叠加式激光镜片模组系统，包含有高功率激光模块、靶面叠加式激光镜片模组、水冷模块、送粉模块及保护气模块；高功率激光模块与靶面叠加式激光镜片模组相连，水冷模块分别与高功率激光模块及靶面叠加式激光镜片模组相连，送粉模块及保护气模块均与靶面叠加式激光镜片模组相连；本实用新型主要用于生成靶面叠加的混合双激光光束，以替代传统的单激光光束作用到激光熔覆技术上。本实用新型的优点有：结构简单，成本低，光束可调节性强，抗高反能力强，粉末穿透能力好，能解决急冷急热产生的应力问题，能提高激光熔覆效率与粉末利用率，双光束在传输过程中不会产生明显的损耗，能避免产生额外的热效应。

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体的说是涉及一种应用于激光熔覆的靶面叠加式激光镜片模组系统。

背景技术

双激光光束作为一种新兴的技术，将是超高速激光熔覆技术的理想光源之一。与常规单束激光加工相比，业界已证实双光束激光加工具有显著的优越性，如可减少加工缺陷、开裂，提高加工效率，改善加工质量。双激光束加工目前多用于焊接领域，而对于双光束激光熔覆的研究还比较少。在现有技术中，有相关文献提出了采用一定光束间距的并联双激光光束进行铸铁表面熔覆技术，模拟时发现双激光光束有效提高了熔覆效率，并且相邻两熔道可彼此预热与缓冷，降低了熔覆过程中激光急剧升温与冷却产生的巨大温度梯度，有效减少了熔层和结合区的残余应力，达到了抑制裂纹产生的效果。由此可知，双激光光束应用在激光熔覆工艺上不仅有助于解决裂纹缺陷、稀释率过大等问题，还能有效地提高激光熔覆的工作效率。但目前关于双激光光束在激光熔覆工艺上的应用主要停留在理论模拟上，还没有进行相应的激光熔覆实验。

实用新型内容

针对背景技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种应用于激光熔覆的靶面叠加式激光镜片模组系统，以获得混合型双激光光束，通过将其实实在在的应用至激光熔覆或激光焊接上，克服传统激光熔覆工艺仅停留在理论模拟上而没有转化为实践的问题，本实用新型提供的应用于激光熔覆的靶面叠加式激光镜片模组，不仅可以提高激光加工效率，并且还有效去除基材内应力。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种应用于激光熔覆的靶面叠加式激光镜片模组系统，包含有高功率激光模块、靶面叠加式激光镜片模组、水冷模块、送粉模块及保护气模块；所述高功率激光模块与所述靶面叠加式激光镜片模组相连，所述水冷模块分别与所述高功率激光模块及靶面叠加式激光镜片模组相连，所述送粉模块及保护气模块均与所述靶面叠加式激光镜片模组相连；

其中，所述高功率激光模块、用于输出多路激光光束到所述靶面叠加式激光镜片模组中；

所述靶面叠加式激光镜片模组、用于将高功率激光模块输出的多路激光光束合成两束后、经过扩束、反射及扫描处理后输出为能在金属合金粉末上形成靶面叠加的混合双激光光束；

所述水冷模块、用于对高功率激光模块与靶面叠加式激光镜片模组进行水冷散热处理；

所述送粉模块、用于向靶面叠加式激光镜片模组输送激光熔覆所需的金属合金粉末；

所述保护气模块、用于向靶面叠加式激光镜片模组输送惰性保护气，以防止在激光熔覆过程金属合金粉末氧化和避免流体状的金属合金飞溅至靶面叠加式激光镜片模组内部。

上述技术方案中，所述高功率激光模块包含至少两个高功率激光器，且每个高功率激光器均与所述靶面叠加式激光镜片模组及水冷模块相连。

上述技术方案中，所述靶面叠加式激光镜片模组包含一个信号合束模块、一个QBH准直单元、一个光束扩束单元一个反射镜单元、一个f-θ场镜单元、一个保护镜单元、一个激光熔覆头及一个保护壳；