本实用新型专利技术涉及一种激光熔覆头，尤其涉及一种光内送粉内孔激光熔覆头。解决了现有多光束熔覆头冷却不到位导致器件损毁以及整体式结构不便维护的技术问题。本实用新型专利技术包括熔覆头主体、多个第一激光通道和设置在熔覆头主体下端的喷嘴；熔覆头主体中激光入射端的轴线和激光出射端的轴线之间夹角α为钝角；激光入射端和激光出射端分别设有一组第一冷却水通道；喷嘴上设置有分别与多个第一激光通道连通的多个第二激光通道和粉束通道；所有第二激光通道的轴线有且仅有一个交点，交点位于喷嘴外侧且位于出粉口延长轴线上，交点处激光光束直径大于粉束直径，形成光包粉结构；喷嘴上设有第三冷却水通道。三冷却水通道。三冷却水通道。
【技术实现步骤摘要】
一种光内送粉内孔激光熔覆头
[0001]本技术涉及一种激光熔覆头，尤其涉及一种光内送粉内孔激光熔覆头，属于激光熔敷设备
技术介绍
[0002]内孔激光熔覆是一种绿色环保内壁金属表面改性技术，熔覆头在工件腔内对工件内壁表面进行激光表面处理，可对液压缸等工件内壁进行表面改性，也可对旧部件进行修复，大大延长了煤矿机械、石油开采等关键部件的使用寿命，有效降低能源和资源的消耗。
[0003]为使熔覆头可以进入工件内腔，一般采用反射镜等折光器件使光路转折降低熔覆头高度。现有的内孔激光熔覆头有同轴送粉和光内送粉两种，其中同轴送粉由于单束光设置，对反射镜的要求比较高，尤其在大功率激光输入的情况下，反射镜的损坏率非常高。中国专利201910729114.2提出了一种多光束中心送粉熔覆头，突破内孔熔覆头的功率限制，但是由于内孔熔覆的工件腔内空间狭窄，温度粉尘扩散缓慢，使熔覆头工作环境恶劣，因而镜片损毁、堵粉等现象频发。
[0004]现有多光束中心送粉熔覆头(即光内送粉熔覆头)对反光镜及出光口的冷却不到位，难以保证设备工作的稳定性，且现有多光束中心送粉熔覆头为整体式结构，给后期维护带来诸多困难。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是解决现有多光束中心送粉熔覆头冷却不到位导致的器件损毁，以及整体式结构导致后期维护困难的技术问题，而提供一种光内送粉内孔激光熔覆头。
[0006]本技术的构思是：通过多组水冷通道以及特殊机械形状结构的设计，有效避免镜片烧毁、喷嘴堵粉等问题发生，实现设备的长时间连续工作；同时，采用分体式模块化设计，便于各部件的独立更换维护，降低维护成本。
[0007]本技术的技术解决方案是：
[0008]一种光内送粉内孔激光熔覆头，其特殊之处在于：包括熔覆头主体、设置在熔覆头主体内的多个第一激光通道和与熔覆头主体可拆卸连接的喷嘴；
[0009]所述熔覆头主体包括激光入射端和激光出射端，激光入射端的轴线和激光出射端的轴线之间的夹角α为钝角；
[0010]所述多个第一激光通道贯穿激光入射端和激光出射端，第一激光通道的入光口用于与外部激光源连接；
[0011]所述熔覆头主体的激光入射端和激光出射端分别设有一组第一冷却水通道，用于通入循环冷却水冷却多个第一激光通道；
[0012]所述喷嘴的上端与激光出射端可拆卸连接，喷嘴与激光出射端同轴设置；
[0013]所述喷嘴上设置有与第一激光通道数量相同的多个第二激光通道，多个第二激光通道的入光口分别与多个第一激光通道的出光口连通，多个第二激光通道的出光口与外界
连通，位于喷嘴下端；
[0014]所述喷嘴上设置有粉束通道，粉束通道的进粉口设置在喷嘴外侧壁上，粉束通道的出粉口设置在喷嘴下端端面中心；
[0015]所述多个第二激光通道的出光口以出粉口为中心，沿周向均匀排布；所有第二激光通道的轴线有一个交点，交点位于喷嘴外侧且位于出粉口延长轴线上，多个第二激光通道出光口出射的光束，在交点处形成的激光光束直径大于粉束直径，形成光包粉结构；
[0016]所述喷嘴上设有第三冷却水通道，用于通入循环冷却水冷却多个第二激光通道。
[0017]进一步地，还包括嵌入设置在熔覆头主体内且与第一激光通道数量相同的反射镜组件；所述反射镜组件包括反射镜；所述第一激光通道包括沿光路依次设置的入射光通道和反射光通道；所述多个第二激光通道的入光口分别与多个反射光通道的出光口连通；多束激光分别从多个入射光通道入射至多个反射镜，多个发射镜反射的光分别从多个反射光通道射出，并分别进入到多个第二激光通道内；所有入射光通道分别与激光入射端轴线成相同夹角，所有反射光通道分别与激光出射端轴线成相同夹角；所述反射镜位置处设有第二冷却水通道，用于通入循环冷却水冷却反射镜。
[0018]进一步地，所述反射镜组件还包括与反射镜数量相同并用于安装反射镜的反射镜固定件；所述熔覆头主体上设置有反射镜安装槽，所述反射镜固定件固定设置在反射镜安装槽内；所述第二冷却水通道设置在反射镜固定件上。
[0019]进一步地，还包括设置在反射镜固定件上的第一法兰和设置在喷嘴上端的第二法兰；所述反射镜固定件通过第一法兰与反射镜安装槽槽壁固定连接；所述第二冷却水通道设置在第一法兰上；所述喷嘴通过第二法兰与熔覆头主体的激光出射端连接；所述第三冷却水通道设置在第二法兰上。
[0020]进一步地，还包括设置在第一法兰与反射镜固定件之间的第一密封圈和设置在第二法兰与激光出射端之间的第二密封圈。
[0021]进一步地，所述交点距离喷嘴3下端面10
‑
20mm；所述钝角α≥100
°
。
[0022]进一步地，所述粉束通道包括连通的进粉通道和出粉通道，所述进粉口设置在第二法兰外侧壁上；所述进粉通道沿第二法兰径向从进粉口向轴心开设，所述出粉通道沿喷嘴轴线从进粉通道尾端向喷嘴下端端面开设。
[0023]进一步地，所述喷嘴为倒圆锥形结构，第二激光通道的出口位于倒圆锥形结构的腰部，出粉口位于倒圆锥的下端中心位置；所述第二法兰设置在倒圆锥形结构的上端。
[0024]进一步地，所述激光入射端的第一冷却水通道，其进水口和出水口分别设置在熔覆头主体靠近激光入射端的侧壁上，通水路径经过多个入射光通道之间的中心位置；所述激光出射端的第一冷却水通道，进水口和出水口分别设置在熔覆头主体靠近激光出射端的侧壁上，通水路径环绕多个反射光通道设置；所述第二冷却水通道，其进水口和出水口分别设置在第一法兰侧壁上，通水路径靠近反射镜中心位置；所述第三冷却水通道，进水口和出水口分别设置在第二法兰侧壁上，通水路径环绕多个第二激光通道。
[0025]进一步地，所述进粉通道孔径为2mm；所述出粉通道孔径为1
‑
1.5mm；所述入射光通道数量为四个；四个入射光通道以激光入射端轴线为中心，并沿圆周等距分布。
[0026]本技术的有益效果：
[0027]1、本技术一种光内送粉内孔激光熔覆头，通过结构设计，将熔覆头主体的激
光入射端和激光出射端的轴线之间的夹角设置为钝角，进而使得出粉通道与工件表面成钝角，粉末弹射方向会偏离喷嘴的反射光通道，同时钝角的设计可以加长反射光通道的长度，即使有部分粉末弹射进入反射光通道，也会因为通道较长而不能到达反射镜表面，有效避免粉末沿光通道反弹引起镜片污染并烧毁；同时，在熔覆头主体、反射镜组件以及喷嘴上分别设置有冷却水通道，避免了熔覆头温度过高导致器件损毁的问题；此外，熔覆头主体与喷嘴为可拆卸的分体式模块化设计，便于各部件的独立更换维护，降低维护成本。
[0028]2、本技术一种光内送粉内孔激光熔覆头，钝角α≥100
°
，具有以下优点：1)出粉通道与工件表面成钝角，粉末弹射方向会偏离喷嘴；2)加长反射光通道的长度，即使有部分粉末弹射进入反射光通道，也会因为通道较长而不能到达反射镜表面，防止污染镜片。如果α本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光内送粉内孔激光熔覆头，其特征在于：包括熔覆头主体(1)、设置在熔覆头主体(1)内的多个第一激光通道(14)和与熔覆头主体(1)可拆卸连接的喷嘴(3)；所述熔覆头主体(1)包括激光入射端(11)和激光出射端(12)，激光入射端(11)的轴线和激光出射端(12)的轴线之间的夹角α为钝角；所述多个第一激光通道(14)贯穿激光入射端(11)和激光出射端(12)，第一激光通道(14)的入光口用于与外部激光源连接；所述熔覆头主体(1)的激光入射端(11)和激光出射端(12)分别设有一组第一冷却水通道(19)，用于通入循环冷却水冷却多个第一激光通道(14)；所述喷嘴(3)的上端与激光出射端(12)可拆卸连接，喷嘴(3)与激光出射端(12)同轴设置；所述喷嘴(3)上设置有与第一激光通道(14)数量相同的多个第二激光通道(31)，多个第二激光通道(31)的入光口分别与多个第一激光通道(14)的出光口连通，多个第二激光通道(31)的出光口与外界连通，位于喷嘴(3)下端；所述喷嘴(3)上设置有粉束通道，粉束通道的进粉口设置在喷嘴(3)外侧壁上，粉束通道的出粉口设置在喷嘴(3)下端端面中心；所述多个第二激光通道(31)的出光口以出粉口为中心，沿周向均匀排布；所有第二激光通道(31)的轴线有一个交点(33)，交点(33)位于喷嘴(3)外侧且位于出粉口延长轴线上，多个第二激光通道(31)出光口出射的光束(5)，在交点(33)处形成的激光光束直径大于粉束(4)直径，形成光包粉结构；所述喷嘴(3)上设有第三冷却水通道(37)，用于通入循环冷却水冷却多个第二激光通道(31)。2.根据权利要求1所述的一种光内送粉内孔激光熔覆头，其特征在于：还包括嵌入设置在熔覆头主体(1)内且与第一激光通道(14)数量相同的反射镜组件(2)；所述反射镜组件(2)包括反射镜(21)；所述第一激光通道(14)包括沿光路依次设置的入射光通道(141)和反射光通道(142)；所述多个第二激光通道(31)的入光口分别与多个反射光通道(142)的出光口连通；多束激光分别从多个入射光通道(141)入射至多个反射镜(21)，多个反射镜(21)反射的光分别从多个反射光通道(142)射出，并分别进入到多个第二激光通道(31)内；所有入射光通道(141)分别与激光入射端(11)轴线成相同夹角，所有反射光通道(142)分别与激光出射端(12)轴线成相同夹角；所述反射镜(21)位置处设有第二冷却水通道(26)，用于通入循环冷却水冷却反射镜(21)。3.根据权利要求2所述的一种光内送粉内孔激光熔覆头，其特征在于：所述反射镜组件(2)还包括与反射镜(21)数量相同并用于安装反射镜(21)的反射镜固定件(22)；所述熔覆头主体(1)上设置有反射镜安装槽(17)，所述反射镜固定件(22)固定设置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：段开椋，马宝田，邵红敏，
申请(专利权)人：陕西中科中美激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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