[发明专利]一种手持式双路监控激光热处理设备

说明书

本发明提供了一种手持式双路监控激光热处理设备，包括激光热处理加工头，所述激光热处理加工头包括壳体、高温计装置、CCD成像装置、高度调节装置、温控成像一体显示装置、手柄以及设置于壳体内部的中空的腔体，所述腔体内由上至下依次设置有准直镜装置、高温计分束镜装置、成像分束镜装置、整形透镜装置、保护镜装置和保护气装置。本发明将高温计装置、光束整形镜组、温控成像显示装置和激光热处理镜组集成在一条同轴光路系统中，结构紧凑、简单小巧，可以人工手持进行材料的表面处理，实现了手持操作模式下的温度图像实时显示、CCD成像辅助精准定位、热处理区域温度闭环控制、光斑大小可调等优异特性。

技术领域

本发明设计激光热处理技术领域，特别涉及一种手持式双路监控激光热处理设备。

背景技术

激光表面热处理技术指的是利用激光束高能量产生的热效应对金属材料表面进行热处理的一项新技术。该技术的工作过程是：用激光照射零件表面，可加热至临界相变温度以上，移去激光束后，该表面迅速冷却自行淬火，这在提高金属表面的耐磨性和耐疲劳性等方面，都取得明显的效果，激光表面热处理技术已经应用于机床导轨和轮船轴承等研究中，并且在冶金，交通，工业，航空航天等领域具有广阔的应用前景。

申请号为202011578000.1的中国发明专利申请《一种高功率光纤接口及激光加工头》中公开了一种高功率光纤接口及激光加工头，该激光头加工头可以表面打孔、切割、划片、焊接、热处理，但是该激光加工头输出的是圆形光束，并且圆形光斑的能量分布不均匀，导致材料表面受热不均匀的情况，无法满足材料表面矩形光斑的要求，导致表面热处理效果不理想。申请号为202110325781.1的中国发明专利申请《一种激光加工头》中公开了一种激光加工头，该激光加工头设置有准直装置、聚焦装置。其中聚焦装置利用铜制的反射镜和积分镜达到光束聚焦的目的，并且该激光加工设备只能对零件进行垂直固定或水平方向进行处理；同时该激光加工头的镜组太多，导致激光腔体结构复杂；并且该加工头没有采用便捷的手持式设计，不便于对零件不同角度方向进行热处理，不便于激光热处理头进行调整，影响使用。申请号为202110222017.1的中国发明专利申请《激光器输出头、激光器、激光加工头以及激光加工设备》公开了一种激光器输出头、激光器、激光加工头以及激光加工设备，该装置设计的激光加工头也是采用同轴的设计，并且激光的腔体设计简单，设置有一层的冷却腔，能到达很好的散热效果，但是该激光热处理头，无法测量材料表面温度，并且不能控制材料表面热处理所需要的温度，从而影响材料表面的组织性能。该设备还无法监控材料表面处理后的状况，无法了解是否造成处理过渡，产生表面熔化等现象。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种手持式双路监控激光热处理设备。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种手持式双路监控激光热处理设备，包括激光热处理加工头，所述激光热处理加工头包括壳体、高温计装置、CCD成像装置、高度调节装置、温控成像一体显示装置、手柄以及设置于壳体内部的中空的腔体，所述腔体内由上至下依次设置有准直镜装置、高温计分束镜装置、成像分束镜装置、整形透镜装置、保护镜装置和保护气装置；

所述高度调节装置用于实现激光热处理加工头的高度调节，从而改变热处理过程中输出激光束的激光光斑大小；

所述成像分束镜装置要求能够透射加工激光束波长和入射至其下表面的材料热处理区域的温度场热辐射红外光，但完全反射可见光波段成像光束；所述高温计分束镜装置要求能够透射加工激光束波长，并且能够反射加工激光束波长以外的入射至其下表面的材料热处理区域的温度场热辐射红外光；所述高温计装置要求能够透射材料热辐射光束，过滤其他光束；

在激光热处理加工过程中，材料热辐射光束和成像光束这两束光均进入到激光热处理加工头的腔体中，成像光束和材料热辐射光束完全透射通过保护镜装置和整形透镜装置后入射至成像分束镜装置中；