CN102039488A - 同轴送粉激光熔敷加工头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种同轴送粉激光熔敷加工头,它包括顺序设置的安装板、水冷体、透镜、斜面反射镜、角度调节机构、聚焦镜、冷却筒和喷嘴,以及同轴送粉头和防碰撞机构,同轴送粉头包围在喷嘴上并与冷却筒固定相连,防碰撞机构包括微动开关和弹簧,微动开关和弹簧分别连接在聚焦镜与冷却筒之间。本发明采用同轴送粉,喷出的金属粉末束聚拢程度及对中精度高,提高了粉末利用率及熔敷加工质量。本发明具有径向平面任意角度防撞功能,可自动检测径向平面内任意角度的碰撞,并立即停机保护,避免了因操作或编程不当造成的机头损坏;碰撞消除后,可自动复位到原始状态,无需重新校正光路。
Description
技术领域
本发明涉及激光热处理机,尤其涉及一种激光热处理机中的同轴送粉激光熔敷加工头。
背景技术
近年来,激光热处理机广泛用于工业生产中。与传统的热处理工艺相比,激光热处理工艺具有加热速度快,热影响区小,易于实现计算机控制,应力和变形较小的优点,因此使得工艺周期短,生产效率高,特别适用于大而复杂零件的部分热处理。激光熔覆作为一种新的热处理方法,常用以修复磨损超差的零件,或改善材料表面特性。由于激光熔覆零件材料的成份可不受通常的冶金热力学条件的限制,因此其应用范围相当广泛。
现有激光熔覆加工头的结构相对简单,只能进行激光加热,并且是采用侧向送粉,送粉的稳定性很难保证,粉末利用率低,而且需要复杂的专用送粉装置,调节困难。另外,由于没有防撞装置,当编程或操作不当导致碰撞时,很容易引起熔覆加工头损坏,带来经济损失。
发明内容
本发明的目的,就是为了解决上述问题,提供一种同轴送粉激光熔敷加工头。
为了达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种同轴送粉激光熔敷加工头,包括顺序设置的安装板、水冷体、透镜、斜面反射镜、角度调节机构、聚焦镜、冷却筒和喷嘴,其特点是,还包括同轴送粉头和防碰撞机构,同轴送粉头包围在喷嘴上并与冷却筒固定相连,防碰撞机构包括微动开关和弹簧,微动开关和弹簧分别连接在聚焦镜与冷却筒之间。
所述的同轴送粉头内设有四条送粉通道,四条送粉通道分别从上往下斜向设置,其出口均匀分布在喷嘴出口的四周。
所述的弹簧至少设有两个,各弹簧均匀分布在聚焦镜与冷却筒之间。
本发明的同轴送粉激光熔敷加工头由于采用了以上技术方案,具有以下的优点和和特点:
1、由于设置了同轴送粉头,可使喷出的粉末束聚拢程度及对中精度高,从而大大提高了粉末利用率及加工质量,降低了覆层的稀释率和基材的热影响,提高了熔覆质量。
2、由于设置了防碰撞机构,具备了防碰撞功能,可对径向平面内任意角度的碰撞进行迅速检测,并可自动停机,避免了因操作或编程不当造成的加工头的损坏。碰撞恢复后可自动复位,无需重新校正光路。
附图说明
图1是本发明同轴送粉激光熔敷加工头的立体结构示意图。
具体实施方式
参见图1,本发明同轴送粉激光熔敷加工头,包括顺序设置的安装板1、水冷体2、透镜3、斜面反射镜4、角度调节机构5、聚焦镜6、冷却筒7和喷嘴8,以及同轴送粉头9和防碰撞机构10。同轴送粉头9包围在喷嘴8上并与冷却筒7固定相连,防碰撞机构10包括微动开关101和弹簧102,微动开关101和弹簧102分别连接在聚焦镜与冷却筒之间。在同轴送粉头9内设有四条送粉通道91,四条送粉通道分别从上往下斜向设置,其出口均匀分布在喷嘴出口的四周。弹簧102至少设有两个均匀分布在聚焦镜与冷却筒之间。
本发明同轴送粉激光熔敷加工头的工作过程和原理可结合图1说明如下:激光从箭头方向经过透镜3进入熔覆加工头,被斜面反射镜4反射后,经过聚焦镜6聚焦,然后通过喷嘴8照射到钢材上,在钢材表面形成熔池。同时,金属粉末通过同轴送粉头9的四条送粉通道91被吹到钢材表面,金属粉末均匀分布于熔池,熔化并涂覆在工件表面形成致密的硬度较高的金属涂层。
当熔覆加工头在径向平面内发生任意角度碰撞后,微动开关101会迅速检测并发出停机信号,同时弹簧102被迫压缩从而吸收碰撞冲击力和变形,避免因操作或编程不当造成的机头损失。当碰撞消除后,控制器会自动根据记录的位置恢复到原位,弹簧102变形减除,从而恢复到原始状态,光路无需重新校正。
Claims (3)
1.一种同轴送粉激光熔敷加工头,包括顺序设置的安装板、水冷体、透镜、斜面反射镜、角度调节机构、聚焦镜、冷却筒和喷嘴,其特征在于:还包括同轴送粉头和防碰撞机构,同轴送粉头包围在喷嘴上并与冷却筒固定相连,防碰撞机构包括微动开关和弹簧,微动开关和弹簧分别连接在聚焦镜与冷却筒之间。
2.如权利要求1所述的同轴送粉激光熔敷加工头,其特征在于:所述的同轴送粉头内设有四条送粉通道,四条送粉通道分别从上往下斜向设置,其出口均匀分布在喷嘴出口的四周。
3.如权利要求1所述的同轴送粉激光熔敷加工头,其特征在于:所述的弹簧至少设有两个,各弹簧均匀分布在聚焦镜与冷却筒之间。
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