CN110359042B - 一种防高反材料激光熔覆头 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种防高反材料激光熔覆头，涉及激光同步送粉熔覆头技术领域。包括激光通道和待熔融材料输送机构，激光通道具有一个激光射入口和一个激光汇集射出口，待熔融材料输送机构输送待熔融材料至所述激光汇集射出口接受激光辐照熔融，在所述激光通道内还设有遮挡机构和变向反射机构，遮挡机构设置在激光射入口与激光汇集射出口之间，变向反射机构将激光射入口的激光反射变向并绕过遮挡机构后汇集至激光汇集射出口，遮挡机构遮挡待熔融材料接收激光辐照后的反射光。遮挡机构遮挡待熔融材料接收激光辐照后的反射光，当在熔覆过程中因基体材料反光到熔覆头的内腔时，遮挡机构予以遮挡，很好的解决了反光对激光器造成伤害的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及激光同步送粉熔覆头技术领域，具体涉及一种防高反材料激光熔覆头。
背景技术
激光熔覆技术利用铺粉或送粉的方法在基体表面预置金属粉末，聚焦激光束辐照基体表面的金属粉末，焦点位置的金属粉末和基体表面薄层发生熔化，形成一定形状和大小的熔池，当激光束焦点以一定速度按预定轨迹运动，激光束移开后的熔池迅速凝固，从而在基体表面激光束扫过的区域熔覆上一层具有特殊物理、化学或力学性能的金属涂层。传统的熔覆工艺中，以通过中轴线的固定透镜组汇聚激光束，以沿同一中轴线对称分布的送粉流道实现粉末流的汇聚，激光束与粉末流都汇聚到同一轴线上。
在激光熔覆领域，遇到铝、铜、金、银等高反光材料时，很容易因为材料的反光率太高烧毁激光器。高反材料熔覆是激光熔覆领域一项难题。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种防高反材料激光熔覆头，以解决现有技术中由于熔融高反光材料时产生的反光容易烧毁激光器的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，该防高反材料激光熔覆头包括激光通道和待熔融材料输送机构，激光通道具有一个激光射入口和一个激光汇集射出口，待熔融材料输送机构输送待熔融材料至所述激光汇集射出口接受激光辐照熔融，在所述激光通道内还设有遮挡机构和变向反射机构，遮挡机构设置在激光射入口与激光汇集射出口之间，变向反射机构将激光射入口的激光反射变向并绕过遮挡机构后汇集至激光汇集射出口，遮挡机构遮挡待熔融材料接收激光辐照后的反射光。
进一步地，所述的遮挡机构包括一个遮挡反射镜，遮挡反射镜正对所述激光汇集射出口。
进一步地，所述的遮挡反射镜为凹面镜。
进一步地，所述的变向反射机构包括第一变向反射镜和第二变向反射镜，第一变向反射镜设置在激光射入口与激光汇集射出口之间，且第一变向反射镜设置在遮挡机构远离激光汇集射出口的一侧，第二变向反射镜的镜面与第一变向反射镜的镜面相对设置，激光射入口的激光依次经过第一变向反射镜和第二变向反射镜后由激光汇集射出口射出。
进一步地，所述的第一变向反射镜和第二变向反射镜均为凹面镜。
进一步地，所述的激光通道内设有冷却机构。
进一步地，所述的冷却机构包括设置在激光通道侧壁内侧的冷却水管。
进一步地，所述的待熔融材料输送机构包括待熔融材料输送管，多个待熔融材料输送管均匀设置在激光通道的外侧。
进一步地，所述的激光通道靠近激光汇集射出口的一端为锥形段，锥形端的直径沿靠近激光汇集射出口的方向逐渐减小，所述待熔融材料输送管平行于锥形端的侧壁。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例利用变向反射机构将激光射入口的激光反射变向并绕过遮挡机构后汇集至激光汇集射出口，遮挡机构遮挡待熔融材料接收激光辐照后的反射光，当在熔覆过程中因基体材料反光到熔覆头的内腔时，遮挡机构予以遮挡，很好的解决了反光对激光器造成伤害的问题，结构简单，成本低。
本发明实施例中的遮挡反射镜为凹面镜，凹面镜能够将反光的光线重新返回到基体上，提高熔融效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种防高反材料激光熔覆头的示意图；
图2为本发明实施例2提供的防高反材料激光熔覆头的结构示意图；
图中：1-激光通道 2-激光射入口 3-第一变向反射镜 4-第二变向反射镜 5-遮挡反射镜 6-冷却水管 7-锥形段 8-待熔融材料输送管 9-激光汇集射出口。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
参见图1，该防高反材料激光熔覆头包括激光通道1和待熔融材料输送机构，激光通道1具有一个激光射入口2和一个激光汇集射出口9，待熔融材料输送机构输送待熔融材料至所述激光汇集射出口9接受激光辐照熔融，在激光通道1内还设有遮挡机构和变向反射机构，遮挡机构设置在激光射入口2与激光汇集射出口9之间，图中箭头表示激光光线方向，变向反射机构将激光射入口2的激光反射变向并绕过遮挡机构后汇集至激光汇集射出口9，遮挡机构遮挡待熔融材料接收激光辐照后的反射光。
本实施例中的变向反射机构包括第一变向反射镜3和第二变向反射镜4，第一变向反射镜3设置在激光射入口2与激光汇集射出口9之间，且第一变向反射镜3设置在遮挡机构远离激光汇集射出口9的一侧，第二变向反射镜4的镜面与第一变向反射镜3的镜面相对设置，激光射入口2的激光依次经过第一变向反射镜3和第二变向反射镜4后由激光汇集射出口9射出。进一步地，第一变向反射镜3和第二变向反射镜4均为凹面镜，凹面镜能够对激光进行汇集，提高能源利用率和熔融效率。
本实施例中的遮挡机构包括一个遮挡反射镜5，遮挡反射镜5正对激光汇集射出口9。遮挡反射镜5为凹面镜。凹面镜能够将反光的光线重新返回到基体上，提高熔融效率。激光通道1轴线两侧对称设有第一变向反射镜3和第二变向反射镜4，遮挡反射镜5与两侧的第一变向反射镜3组成一个三面于一体的凹面反射镜。
激光通道1内设有冷却机构。冷却机构包括设置在激光通道1侧壁内侧的冷却水管6。待熔融材料输送机构包括待熔融材料输送管8，多个待熔融材料输送管8均匀设置在激光通道1的外侧。激光通道1靠近激光汇集射出口9的一端为锥形段7，锥形端的直径沿靠近激光汇集射出口9的方向逐渐减小，待熔融材料输送管8平行于锥形端的侧壁。
本发明实施例利用变向反射机构将激光射入口2的激光反射变向并绕过遮挡机构后汇集至激光汇集射出口9，遮挡机构遮挡待熔融材料接收激光辐照后的反射光，当在熔覆过程中因基体材料反光到熔覆头的内腔时，遮挡机构予以遮挡，很好的解决了反光对激光器造成伤害的问题，结构简单，成本低。
实施例2
参见图2，本实施例中的遮挡机构采用遮挡平面镜，另外，本实施例中的第一变向反射镜3和第二变向反射镜4也可以采用平面镜，利用遮挡平面镜遮挡基体材料的反光，避免反光对激光器造成伤害。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种防高反材料激光熔覆头，其特征在于：所述的防高反材料激光熔覆头包括激光通道(1)和待熔融材料输送机构，激光通道(1)具有一个激光射入口(2)和一个激光汇集射出口(9)，待熔融材料输送机构输送待熔融材料至所述激光汇集射出口(9)接受激光辐照熔融，在所述激光通道(1)内还设有遮挡机构和变向反射机构，遮挡机构设置在激光射入口(2)与激光汇集射出口(9)之间，变向反射机构将激光射入口(2)的激光反射变向并绕过遮挡机构后汇集至激光汇集射出口(9)，遮挡机构遮挡待熔融材料接收激光辐照后的反射光，所述的变向反射机构包括第一变向反射镜(3)和第二变向反射镜(4)，第一变向反射镜(3)设置在激光射入口(2)与激光汇集射出口(9)之间，且第一变向反射镜(3)设置在遮挡机构远离激光汇集射出口(9)的一侧，第二变向反射镜(4)的镜面与第一变向反射镜(3)的镜面相对设置，激光射入口(2)的激光依次经过第一变向反射镜(3)和第二变向反射镜(4)后由激光汇集射出口(9)射出。
2.根据权利要求1所述的防高反材料激光熔覆头，其特征在于：所述的遮挡机构包括一个遮挡反射镜(5)，遮挡反射镜(5)正对所述激光汇集射出口(9)。
3.根据权利要求2所述的防高反材料激光熔覆头，其特征在于：所述的遮挡反射镜(5)为凹面镜。
4.根据权利要求1所述的防高反材料激光熔覆头，其特征在于：所述的第一变向反射镜(3)和第二变向反射镜(4)均为凹面镜。
5.根据权利要求1所述的防高反材料激光熔覆头，其特征在于：所述的激光通道(1)内设有冷却机构。
6.根据权利要求5所述的防高反材料激光熔覆头，其特征在于：所述的冷却机构包括设置在激光通道(1)侧壁内侧的冷却水管(6)。
7.根据权利要求1所述的防高反材料激光熔覆头，其特征在于：所述的待熔融材料输送机构包括待熔融材料输送管(8)，多个待熔融材料输送管(8)均匀设置在激光通道(1)的外侧。
8.根据权利要求7所述的防高反材料激光熔覆头，其特征在于：所述的激光通道(1)靠近激光汇集射出口(9)的一端为锥形段(7)，锥形端的直径沿靠近激光汇集射出口(9)的方向逐渐减小，所述待熔融材料输送管(8)平行于锥形端的侧壁。
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