一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构制造技术

本发明专利技术属于激光熔覆技术领域，具体涉及一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，包括准直镜组、偏心反射镜、偏心反射环和送粉装置；准直镜组用于将入射光准直，偏心反射镜用于将准直后的光线反射至偏心反射环，偏心反射环用于将偏心反射镜反射的光线反射至工作面上形成空心的环形光斑，使送粉装置的送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠。本发明专利技术的送粉结构依次通过偏心反射镜和偏心反射环将光线反射至工作面，形成空心的环形光斑，送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠，使得送出的粉末位于光斑的中心，大大提高粉末利用率，还可以有效减少中间空心部分的激光能量，避免损坏基材，提高激光熔覆质量。

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构
本专利技术属于激光熔覆
，具体涉及一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构。
技术介绍
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。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。目前市场上多采用堆焊、喷涂、电镀技术，就是利用电解原理在某些金属表面镀上其它金属或合金薄层，效率低，消耗大。其中的电镀，由于其产生的污染量大、污染物种类复杂、毒性强，已被列为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。现有的激光熔覆中，多采用外围送粉结构，粉末利用率低，通常仅能达到30-50%，不仅导致严重的浪费，而且实心光斑通常中心能量非常高，容易损坏基材，成品一致性也低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术公开了一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，该送粉结构通过偏心反射镜将准直后的光线反射至偏心反射环，再由偏心反射环将光线反射至工作面，形成所需的空心的环形光斑，而送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠，使得送出的粉末位于光斑的中心，大大提高粉末利用率，此外，可以有效减少中间空心部分的激光能量，避免损坏基材，提高激光熔覆质量。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，包括准直镜组、偏心反射镜、偏心反射环和送粉装置；所述准直镜组用于将入射光准直，所述偏心反射镜用于将准直后的光线反射至偏心反射环，所述偏心反射环用于将偏心反射镜反射的光线反射至工作面上形成空心的环形光斑，使所述送粉装置的送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠。作为优选，上述送粉装置包括固定连接的合粉器和送粉嘴，所述合粉器用于将粉体混合并送入送粉嘴，所述送粉嘴用于将粉体送至工作位置。作为优选，上述合粉器包括合粉器本体和至少两个设置在合粉器本体的外侧壁上的合粉杆，所述合粉器本体的中心设有合粉孔，所述合粉孔包括上方直径较大的大孔和下方直径较小的小孔，所述合粉杆内设有合粉通道，所述合粉通道与大孔连通，用于将粉体送入大孔进行混合，并经小孔送入送粉嘴。作为优选，上述偏心反射镜呈锥形，所述锥形的侧面为偏心反射镜的外反射面，所述外反射面包括至少两个均匀分布的子外反射面，所述子外反射面围合而成的锥形的底面为非圆形，使光线经偏心反射镜反射后，相邻两个子外反射面之间形成部分无光区域；所述合粉杆位于相邻两个子外反射面的接缝处。作为优选，上述偏心反射环的内部从下到上逐渐缩小，形成内反射面，所述内反射面包括若干个与子外反射面对应的子内反射面，每个所述子内反射面均为抛物面，使各个子内反射面反射出的光线可以在工作面上围合成所需的环形光斑。作为优选，上述子内反射面围合而成的底面也为非圆形，使光线经偏心反射环反射后，相邻两个子内反射面之间形成部分无光区域，并使所述合粉杆刚好位于无光区域内。作为优选，上述偏心反射镜为五段式圆锥反射镜，所述合粉器本体上均匀设置五个合粉杆。作为优选，上述送粉嘴上设有送粉孔，所述小孔与送粉孔连通，使粉体经小孔送入送粉孔，再到达工作位置；所述送粉装置内设有冷却水通道，用于对送粉装置进行冷却。作为优选，上述合粉杆上设有入水口一和出水口一，所述合粉器本体在接触送粉嘴的一侧设有过渡口一和过渡口二，所述入水口一与过渡口一之间连通形成部分的冷却水通道，所述出水口一与过渡口二之间连通形成部分的冷却水通道；所述送粉嘴在接触合粉器本体的一侧设有入水口二和出水口二；使冷却水依次经入水口一、过渡口一和入水口二流入送粉嘴，再经出水口二、过渡口二和出水口一流出。作为优选，上述入水口一和出水口一设置在同一根合粉杆上或两根不同的合粉杆上。本专利技术具有如下的有益效果：（1）本专利技术的环形光斑送粉结构通过偏心反射镜将准直后的光线反射至偏心反射环，再由偏心反射环将光线反射至工作面，形成所需的空心的环形光斑，而送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠，使得送出的粉末位于光斑的中心，大大提高粉末利用率，此外，可以有效减少中间空心部分的激光能量，避免损坏基材，提高激光熔覆质量；（2）本专利技术的合粉器上至少设置两个合粉杆，并使经合粉杆内的合粉通道送入的粉末在直径较大的大孔内进行混合，可以有效避免长时间使用后出现堵粉的情况，可长时间、高效率地进行激光熔覆，此外，不同的合粉杆可以通入不同的粉末，无需提前进行粉体的混合；（3）本专利技术中偏心反射镜的各个子外反射面都是偏心的，它们汇聚的锥形顶点并非是圆心，各个子外反射面围合而成的锥形底面并非是圆形，从而使偏心反射镜反射出的光线在相邻两个子外反射面之间形成部分无光区域，同时，偏心反射环的各个子内反射面也都是偏心的，它们围合而成的底面也并非是圆形，从而使偏心反射环反射出的光线在相邻两个子外反射面之间也形成部分无光区域，这个无光区域刚好与合粉杆对应，使合粉杆刚好位于无光区域内，可以避免激光长时间照射而损坏合粉杆，而偏心反射环上的每个子内反射面反射出的光线均可以形成一段向中心汇聚的圆弧，调整激光头到工作面的距离不仅可以使各段圆弧状的光斑汇聚成一个空心的圆环，而且可以调整环形光斑的空心部分的大小。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术环形光斑中心送粉结构的结构示意图；图2是本专利技术中一种实施方式的偏心反射镜的结构示意图；图3是本专利技术中一种实施方式的偏心反射环的结构示意图；图4是本专利技术环形光斑中心送粉结构的俯视图；图5是沿图4中A-A线的剖视图；图6是本专利技术中送粉嘴的结构示意图；图7是本专利技术中合粉器的主视图；图8是沿图7中B-B线的剖视图；图9是本专利技术中一种实施方式所形成的环形光斑的示意图；图中：1.准直镜组；2.偏心反射镜；21.子外反射面；3.偏心反射环；31.子内反射面；4.送粉装置；411.合粉器本体；412.合粉杆；4121.合粉通道；413.大孔；414.小孔；415.入水口一；416.出水口一；417.过渡口一；418.过渡口二；42.送粉嘴；421.送粉孔；422.入水口二；423.出水口二；8.粉体；9.环形光斑。具体实施方式现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，如图1和图5所示，包括准直镜组1、偏心反射镜2、偏心反射环3和送粉装置4；准直镜组1用于将入射光准直，偏心反射镜2用于将准直后的光线反射至偏心反射环3，偏心反射环3用于将偏心反射镜2反射的光线反射至工作面上形成空心的环形光斑9，使送粉装置4的送粉位置完全位于环形光斑9内的空心部分或与环形光斑9部分重叠。如图5所示，偏心反射镜2将准直后的光线反射至偏心反射环3，再由偏心反射环3将光线反射至工作面，形成所需的空心的环形光斑，使送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，其特征在于：包括准直镜组（1）、偏心反射镜（2）、偏心反射环（3）和送粉装置（4）；所述准直镜组（1）用于将入射光准直，所述偏心反射镜（2）用于将准直后的光线反射至偏心反射环（3），所述偏心反射环（3）用于将偏心反射镜（2）反射的光线反射至工作面上形成空心的环形光斑（9），使所述送粉装置（4）的送粉位置完全位于环形光斑（9）内的空心部分或与环形光斑（9）部分重叠。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，其特征在于：包括准直镜组（1）、偏心反射镜（2）、偏心反射环（3）和送粉装置（4）；所述准直镜组（1）用于将入射光准直，所述偏心反射镜（2）用于将准直后的光线反射至偏心反射环（3），所述偏心反射环（3）用于将偏心反射镜（2）反射的光线反射至工作面上形成空心的环形光斑（9），使所述送粉装置（4）的送粉位置完全位于环形光斑（9）内的空心部分或与环形光斑（9）部分重叠。


2.如权利要求1所述的激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，其特征在于：所述送粉装置（4）包括固定连接的合粉器和送粉嘴（42），所述合粉器用于将粉体（8）混合并送入送粉嘴（42），所述送粉嘴（42）用于将粉体（8）送至工作位置。


3.如权利要求1所述的激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，其特征在于：所述合粉器包括合粉器本体（411）和至少两个设置在合粉器本体（411）的外侧壁上的合粉杆（412），所述合粉器本体（411）的中心设有合粉孔，所述合粉孔包括上方直径较大的大孔（413）和下方直径较小的小孔（414），所述合粉杆（412）内设有合粉通道（4121），所述合粉通道（4121）与大孔（413）连通，用于将粉体（8）送入大孔（413）进行混合，并经小孔（414）送入送粉嘴（42）。


4.如权利要求3所述的激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，其特征在于：所述偏心反射镜（2）呈锥形，所述锥形的侧面为偏心反射镜（2）的外反射面，所述外反射面包括至少两个均匀分布的子外反射面（21），所述子外反射面（21）围合而成的锥形的底面为非圆形，使光线经偏心反射镜（2）反射后，相邻两个子外反射面（21）之间形成部分无光区域；所述合粉杆（412）位于相邻两个子外反射面（21）的接缝处。


5.如权利要求4所述的激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，其特征在于：所述偏心反射环（3）的内部从下到上逐渐缩小，形成内反射面，所述内反射面包括若干个与子外反射面（21）对应...

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