The invention relates to a method, system and equipment for repairing the surface of parts by using multi-beam laser. The method comprises the following steps: generating continuous laser beam, splitting continuous laser beam to generate the first multi-beam; separating the first multi-beam to separate zero-order beam from high-order beam, and adjusting the diameter and energy of zero-order beam, and adjusting it. The second multi-beam is generated by introducing the zero-order beam into the high-order beam. The second multi-beam is focused on the surface of the parts to be repaired, and the surface of the parts to be repaired is repaired by using the second multi-beam. The method of the invention separates the zero-order beam from the high-order beam, adjusts the zero-order beam and the high-order beam separately, and then makes the adjusted zero-order beam and the high-order beam converge into the same optical path, so as to achieve the purpose of simultaneously using the zero-order beam and the high-order beam for processing, thereby greatly improving the energy utilization rate in the processing process.
【技术实现步骤摘要】
一种利用多光束激光修复零件表面的方法、系统及设备
本专利技术涉及激光加工
,尤其是一种利用多光束激光修复零件表面的方法、系统及设备。
技术介绍
与传统机械设计相比,激光熔覆技术不需要重新考虑零件的结构设计,在不改变原有基材的情况下对零件的表面性能进行优化,即在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低、与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法,这种方法的优势在于以丧失价值或报废的零部件为毛坯,通过低廉的价格对其进行批量修复和性能升级达到延长工件使用寿命和降低制造成本的目的,而且通过熔覆后获得的产品在品质和技术性能上往往都会超过原产品的各项性能,对延长零件的使用寿命,缩短生产周期,提高生产效率具有重要的意义。传统激光熔覆过程中,由于光束质量以及能量分布的原因,在修复零件表面的过程中容易出现顶部过熔,底部部位等温线密集,凝固成形后导致内部晶粒组织粗大,产生裂纹、空洞、残渣等缺陷,内部残余应力大,容易导致熔覆层和基体结合不牢,在受到外力的作用下容易导致熔覆层的断裂和脱落。而采用多光束激光修复零件表面的方法,可以有效解决传统激光熔覆过程中所产生的问题。在多光束技术中,利用空间光调制器(SLM)相位处理衍射出多道光束的方法最为灵活。利用空间光调制器生成多光束,可以简单的通过改变加载的全息图来改变多光束的位置,达到在频谱面聚焦光斑的任意可调,并且可以实现实时动态变化。但在传统的空间光调制器光路设计中,激光通过空间光调制器会产生多阶衍射光,根据加工的需 ...
【技术保护点】
1.一种利用多光束激光修复零件表面的方法,其特征在于:包括以下步骤,产生连续激光束,对所述连续激光束进行分束处理,生成第一多光束,其中所述第一多光束中包含有零阶光束和高阶光束;对所述第一多光束进行分离处理,使所述零阶光束与所述高阶光束分离,述零阶光束的直径和能量进行调节,且将调节后的所述零阶光束导入到所述高阶光束中,生成第二多光束;将所述第二多光束聚焦到待修复零件表面,利用所述第二多光束对所述待修复零件表面进行修复。
【技术特征摘要】
1.一种利用多光束激光修复零件表面的方法,其特征在于:包括以下步骤,产生连续激光束,对所述连续激光束进行分束处理,生成第一多光束,其中所述第一多光束中包含有零阶光束和高阶光束;对所述第一多光束进行分离处理,使所述零阶光束与所述高阶光束分离,述零阶光束的直径和能量进行调节,且将调节后的所述零阶光束导入到所述高阶光束中,生成第二多光束;将所述第二多光束聚焦到待修复零件表面,利用所述第二多光束对所述待修复零件表面进行修复。2.根据权利要求1所述的利用多光束激光修复零件表面的方法,其特征在于:在所述第二多光束未对待修复零件表面进行修复时,还包括对所述第二多光束进行光斑状态监测的步骤。3.根据权利要求1或2所述的利用多光束激光修复零件表面的方法,其特征在于:生成所述第一多光束的具体步骤为,产生所述连续激光束,对所述连续激光束进行光斑直径和发散角调节后再进行偏振态调节,得到调节后的所述连续激光束;对调节后的所述连续激光束进行分束处理,生成所述第一多光束;在对所述连续激光束进行偏振态调节的过程中,得到能量最高的垂直偏振光,将能量最高的所述垂直偏振光作为调节后的所述连续激光束。4.根据权利要求3所述的利用多光束激光修复零件表面的方法,其特征在于:对调节后的所述连续激光束进行分束处理具体包括以下步骤,根据频谱面所需多光束分布,生成多张相位光栅全息图;将多张所述相位光栅全息图通过预设算法进行叠加并加载到空间光调制器的液晶屏上;使调节后的所述连续激光束通过所述液晶屏发生衍射,生成所述第一多光束。5.根据权利要求1或2所述的利用多光束激光修复零件表面的方法,其特征在于:生成所述第二多光束的具体步骤为,将所述第一多光束进行傅里叶变换,使得平行的所述第一多光束中的所述零阶光束与所述高阶光束在频谱面前后离散;将在频谱面前或频谱面后离散的所述零阶光束和在频谱面前或频谱面后离散的所述高阶光束分离;对分离后的所述零阶光束进行傅里叶逆变换,使得在频谱面前或频谱面后离散的所述零阶光束变为平行的所述零阶光束;对分离后的所述高阶光束进行傅里叶逆变换,使得在频谱面前或频谱面后离散的所述高阶光束变为平行的所述高阶光束;对平行的所述零阶光束的直径和能量进行调节;将调节后的平行的所述零阶光束导入到平行的所述高阶光束中,生成所述第二多光束。6.一种全光束调节系统,其特征在于:所述全光束调节系统用于生成如权利要求1至5任一项所述的第二多光束,所述全光束调节系统包括光路离散模块、零阶光束导出调节模块、高阶光束导出调节模块和光路合并模块;所述光路离散模块用于使第一多光束中的零阶光束与高阶光束在频谱面前后离散;所述零阶光束导出调节模块用于将在频谱面前或频谱面后离散的所述零阶光束从所述第一多光束中导出,并调节在频谱面前或频谱面后离散的所述零阶光束的光路平行度、直径和能量;所述高阶光束导出调节模块用于将在频谱面前或频谱面后离散的所述高阶光束从所述第一多光束中导出...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈列,方正,刘顿,杨奇彪,陶青,成健,
申请(专利权)人:湖北工业大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。