一种激光熔覆加工头制造技术

一种激光熔覆加工头，包括光纤接入模块、准直聚焦模块和喷嘴，光纤接入模块用于接入激光器；准直聚焦模块包括准直聚焦外罩、准直聚焦内套、准直装置和聚焦镜，准直聚焦外罩侧壁设有进水口一和出水口一，准直装置和聚焦镜设置在准直聚焦内套中，准直聚焦外罩套设在准直聚焦内套之外，使二者之间形成环形空间一，便于冷却水经进水口一流入环形空间一，并经出水口一流出；喷嘴包括喷嘴外罩和喷嘴内芯，喷嘴外罩侧壁上设有送粉口，喷嘴外罩套设在喷嘴内芯之外，使喷嘴外罩和喷嘴内芯之间形成送粉通道；准直聚焦模块顶部连接光纤接入模块，底部连接喷嘴，光线经准直聚焦后，穿过喷嘴内芯，对经送粉通道流出的粉末进行激光熔覆。

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆加工头
本技术属于激光熔覆设备
，具体涉及一种激光熔覆加工头。
技术介绍
目前市场上主要通过堆焊、喷涂、电镀技术在金属基材表面获得改性层或修复层，就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。这些方式的主要缺点是效率低、消耗大，另外，电镀行业由于其产生的污染量大，污染物种类复杂、毒性强，已经是全球三大污染工业（电镀行业、电池行业、金属治炼行业）之一。激光熔覆是通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高密度的激光束与基材表面一起熔凝，在表面形成与基材冶金结合的添料熔覆层。从而显著改善基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性，从而达到表面改性或修复的目的。在激光熔覆过程中，准直聚焦模块的准直镜和聚焦镜长期处于高温下，不仅会降低零件的使用寿命，造成浪费，长期的高温环境还会导致热透镜效应，使激光焦点偏移，从而无法进行长时间的稳定加工。
技术实现思路
为了解决聚焦准直模块长期处于高温下寿命短，且容易发生热透镜效应的问题，本技术公开了一种激光熔覆加工头，在准直聚焦外罩和准直聚焦内套之间设置了密闭的环形空间一，通过在环形空间一内的水循环对准直聚焦模块进行降温，使其处于恒定的最佳工作温度，大大提高了准直聚焦模块的使用寿命，并可以避免热透镜效应的发生，实现长期稳定的加工。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种激光熔覆加工头，包括光纤接入模块，所述光纤接入模块用于接入激光器；准直聚焦模块，所述准直聚焦模块包括准直聚焦外罩、准直聚焦内套、准直装置和聚焦镜，所述准直聚焦外罩的侧壁上设有进水口一和出水口一，所述准直装置和聚焦镜由上到下设置在准直聚焦内套中，所述准直聚焦外罩套设在准直聚焦内套之外，使所述准直聚焦外罩和准直聚焦内套之间形成密闭的环形空间一，便于冷却水经进水口一流入环形空间一，循环一圈后经出水口一流出；和喷嘴，所述喷嘴包括喷嘴外罩和喷嘴内芯，所述喷嘴外罩的侧壁上设有送粉口，所述喷嘴外罩套设在喷嘴内芯之外，使喷嘴外罩和喷嘴内芯之间形成送粉通道；所述准直聚焦模块顶部连接光纤接入模块，底部连接喷嘴，所述激光器发射的光线经准直装置准直并经聚焦镜聚焦后，穿过喷嘴内芯，对经送粉通道流出的粉末进行激光熔覆。作为优选，上述喷嘴外罩的侧壁上还设有进水口二和出水口二，所述喷嘴外罩套设在喷嘴内芯之外，使喷嘴外罩与喷嘴内芯之间形成密闭的环形空间二，便于冷却水经进水口二流入环形空间二，循环一圈后经出水口二流出；所述准直装置包括两个准直镜。作为优选，上述喷嘴内芯上设有沿喷嘴内芯的外侧壁向外凸出的散粉凸台，用于将送粉通道分隔为上方的送粉通道一和下方的送粉通道二，所述散粉凸台上设有若干个均匀分布的散粉孔，便于将从送粉口送入送粉通道一的粉末经散粉孔均匀输送至送粉通道二中。作为优选，上述喷嘴内芯用于形成送粉通道一的外侧壁具有向喷嘴外罩倾斜的斜面，便于使从送粉口送入送粉通道一的粉末撞击所述斜面后均匀落下；所述散粉孔设有-个。作为优选，上述的激光熔覆加工头，还包括光阑模块，所述光阑模块设置在光纤接入模块与准直聚焦模块之间，包括光阑外罩和光阑内芯，所述光阑外罩的侧壁上设有进水口三和出水口三，所述光阑外罩套设在光阑内芯之外，使光阑外罩与光阑内芯之间形成密闭的环形空间三，便于冷却水经进水口三流入环形空间三，循环一圈后经出水口三流出。作为优选，上述的激光熔覆加工头，还包括保护模块，所述保护模块设置在准直聚焦模块与喷嘴之间，包括保护外罩、保护抽屉、保护压环和保护镜片，所述保护镜片置于保护抽屉内，经保护压环固定后，所述保护抽屉经保护外罩侧壁上的开口插入保护外罩内。作为优选，上述的激光熔覆加工头，还包括调节模块，所述调节模块设置在保护模块与喷嘴之间，包括用于调节喷嘴水平位置的水平调节机构和用于调节喷嘴高度的高度调节机构。作为优选，上述水平调节机构包括调节外罩、调节内套、调节限位圈和四个水平调节螺栓，所述调节外罩的底部设有沿调节外罩的内侧壁向上凹进的调节凹环，所述调节内套顶部设有沿调节内套的外侧壁向外凸出的调节凸环，所述调节凹环具有便于调节凸环在水平面内活动的空间，所述四个水平调节螺栓均匀分布在调节外罩的周围；所述调节凸环设置在调节凹环内，通过调节限位圈限制上下运动，所述水平调节螺栓穿过调节外罩抵靠在调节内套上，用于固定调节内套的水平位置。作为优选，上述高度调节机构包括高度调节内筒和至少一个高度调节螺栓，所述高度调节内筒的外侧壁上设有条形凹槽，所述高度调节螺栓穿过调节内套抵靠在条形凹槽的底面上，用于固定高度调节内筒的高度。作为优选，上述的激光熔覆加工头，还包括输气模块，所述输气模块设置在保护模块与调节模块之间，包括环形气刀和气嘴，所述环形气刀包括气刀本体和沿气刀本体的外侧壁向外凸出的环台，所述调节外罩的顶部设有沿调节外罩的内侧壁向下凹进的气刀凹台，所述气刀凹台包括位于上方的一级凹台和位于下方的二级凹台，所述环形气刀套设在调节外罩之内，使所述环台卡设在一级凹台上，所述气刀本体与调节外罩之间形成输气通道，所述气嘴通过调节外罩侧壁上设置的通孔向输气通道内输气。本技术具有如下的有益效果：（1）本技术在准直聚焦模块的准直聚焦外罩和准直聚焦内套之间设置了密闭的环形空间一，通过在环形空间一内的水循环对准直聚焦模块进行降温，使其处于恒定的最佳工作温度，大大提高了准直聚焦模块的使用寿命，并可以避免热透镜效应的发生，实现长期稳定的加工；（2）本技术在喷嘴处设置的环形空间二可以使接入的冷却水环形螺旋流动，达到喷嘴全水冷的加工要求，解决了送粉过程中由于过热使得粉末不均匀，送粉口堵塞，粉末利用率低等问题，可以实现长时间的激光熔覆加工；（3）本技术在光阑模块设置的环形空间三可以使接入的冷却水环形螺旋流动，对光阑内芯进行冷却，提高光阑内芯的使用寿命，使加工头可以长期稳定地工作。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本技术加工头的主视图；图2是沿图1中A-A线的剖视图；图3是本技术准直聚焦模块的剖视图；图4是本技术喷嘴的剖视图；图5是本技术喷嘴内芯的结构示意图；图6是本技术光阑模块的剖视图；图7是本技术保护模块、调节模块和输气模块的剖视图；图8是本技术的局部示意图；图中：1.光纤接入模块；2.准直聚焦模块；21.准直聚焦外罩；211.水管接头一；22.准直聚焦内套；231.准直镜；24.聚焦镜；25.环形空间一；26.螺纹固定环；27.定位压环；3.喷嘴；31.喷嘴外罩；311.水管接头二；312.送粉管；32.喷嘴内芯；321.散粉凸台；322.散粉孔；323.斜面；33.送粉通道；331.送粉通道一；332.送粉通道二；34.环形空间二；4.光阑模块；41.光阑外罩；411.水管接头三；42.光阑内芯；43.环形空间三；5.保护模块；51.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔覆加工头，其特征在于：包括/n光纤接入模块（1），所述光纤接入模块（1）用于接入激光器；/n准直聚焦模块（2），所述准直聚焦模块（2）包括准直聚焦外罩（21）、准直聚焦内套（22）、准直装置和聚焦镜（24），所述准直聚焦外罩（21）的侧壁上设有进水口一和出水口一，所述准直装置和聚焦镜（24）由上到下设置在准直聚焦内套（22）中，所述准直聚焦外罩（21）套设在准直聚焦内套（22）之外，使所述准直聚焦外罩（21）和准直聚焦内套（22）之间形成密闭的环形空间一（25），便于冷却水经进水口一流入环形空间一（25），循环一圈后经出水口一流出；和/n喷嘴（3），所述喷嘴（3）包括喷嘴外罩（31）和喷嘴内芯（32），所述喷嘴外罩（31）的侧壁上设有送粉口，所述喷嘴外罩（31）套设在喷嘴内芯（32）之外，使喷嘴外罩（31）和喷嘴内芯（32）之间形成送粉通道（33）；/n所述准直聚焦模块（2）顶部连接光纤接入模块（1），底部连接喷嘴（3），所述激光器发射的光线经准直装置准直并经聚焦镜（24）聚焦后，穿过喷嘴内芯（32），对经送粉通道（33）流出的粉末进行激光熔覆。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆加工头，其特征在于：包括
光纤接入模块（1），所述光纤接入模块（1）用于接入激光器；
准直聚焦模块（2），所述准直聚焦模块（2）包括准直聚焦外罩（21）、准直聚焦内套（22）、准直装置和聚焦镜（24），所述准直聚焦外罩（21）的侧壁上设有进水口一和出水口一，所述准直装置和聚焦镜（24）由上到下设置在准直聚焦内套（22）中，所述准直聚焦外罩（21）套设在准直聚焦内套（22）之外，使所述准直聚焦外罩（21）和准直聚焦内套（22）之间形成密闭的环形空间一（25），便于冷却水经进水口一流入环形空间一（25），循环一圈后经出水口一流出；和
喷嘴（3），所述喷嘴（3）包括喷嘴外罩（31）和喷嘴内芯（32），所述喷嘴外罩（31）的侧壁上设有送粉口，所述喷嘴外罩（31）套设在喷嘴内芯（32）之外，使喷嘴外罩（31）和喷嘴内芯（32）之间形成送粉通道（33）；
所述准直聚焦模块（2）顶部连接光纤接入模块（1），底部连接喷嘴（3），所述激光器发射的光线经准直装置准直并经聚焦镜（24）聚焦后，穿过喷嘴内芯（32），对经送粉通道（33）流出的粉末进行激光熔覆。


2.如权利要求1所述的激光熔覆加工头，其特征在于：所述喷嘴外罩（31）的侧壁上还设有进水口二和出水口二，所述喷嘴外罩（31）套设在喷嘴内芯（32）之外，使喷嘴外罩（31）与喷嘴内芯（32）之间形成密闭的环形空间二（34），便于冷却水经进水口二流入环形空间二（34），循环一圈后经出水口二流出；
所述准直装置包括两个准直镜（231）。


3.如权利要求1所述的激光熔覆加工头，其特征在于：所述喷嘴内芯（32）上设有沿喷嘴内芯（32）的外侧壁向外凸出的散粉凸台（321），用于将送粉通道（33）分隔为上方的送粉通道一（331）和下方的送粉通道二（332），所述散粉凸台（321）上设有若干个均匀分布的散粉孔（322），便于将从送粉口送入送粉通道一（331）的粉末经散粉孔（322）均匀输送至送粉通道二（332）中。


4.如权利要求3所述的激光熔覆加工头，其特征在于：所述喷嘴内芯（32）用于形成送粉通道一（331）的外侧壁具有向喷嘴外罩（31）倾斜的斜面（323），便于使从送粉口送入送粉通道一（331）的粉末撞击所述斜面（323）后均匀落下；所述散粉孔（322）设有30-50个。


5.如权利要求1所述的激光熔覆加工头，其特征在于：还包括光阑模块（4），所述光阑模块（4）设置在光纤接入模块（1）与准直聚焦模块（2）之间，包括光阑外罩（41）和光阑内芯（42），所述光阑外罩（41）的侧壁上设有进水口三和出水口三，所述光阑外罩（41）套设在光阑内芯（42）之外，使光阑外罩（41）与光阑内芯（42）之间形成密闭的环形空...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛伟伟，马俊，胡一鸣，景琳，施飞，贺峰，
申请(专利权)人：江苏珠峰光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32