CN112159978A - 可预热回火的中心送粉式熔覆头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可预热回火的中心送粉式熔覆头，包括壳体、激光头、送粉管，喷嘴以及光学镜片组合。激光头设置于壳体上方，喷嘴设置于壳体下方，光学镜片组合和送粉管设置于壳体内部。本发明能够采单一入射激光束，经过光学镜片组的折射，最终可以形成双环形激光束，并汇聚于加工表面；送粉管从光路间隙进入壳体内部，并伸至加工区域附近，形成光内送粉，提高粉末的利用率。双环形激光束能够在加工表面形成熔覆层，能够对代加工区域进行预热处理，对已经加工的沉积层进行回火处理，从而降低传统激光加工快热快冷引起的较高残余应力，并且能够降低熔覆层裂纹敏感性及组织成分的不均匀性。

Description

可预热回火的中心送粉式熔覆头

技术领域

本发明属于激光加工设备的配套装置，涉及一种激光熔覆头，尤其涉及一种具有一种可预热回火的中心送粉式熔覆头。

背景技术

激光熔覆是指使用高能量的激光束对基材表面进行熔化，形成熔池，同时向熔池内添加熔覆材料，待熔池冷却形成冶金结合的熔覆层。激光熔覆可以显著改善基材表面的耐磨性，耐腐蚀性，抗氧化性等特点，从而大大提高材料的机械性能和延长设备的使用寿命。

由于激光熔覆过程中在较小的光斑上集中了大量的能量，由于小光斑加工导致的极高的局部温度梯度和冷却速率，熔覆层上往往具有较大的残余应力。较大的残余应力易导致熔覆层具有较高的裂纹敏感性，组织不均匀性，进而影响设备的使用性能和寿命。此外，传统熔覆头大多以激光束为中心，粉末环形送给至熔池，这种粉包光的熔覆方式导致粉末利用率一般只有20%~40%，造成粉末的大量浪费。

中国专利201721582287.9公开了一种中心送粉可拓展多束激光熔覆头，该熔覆头主要包括主体架、送粉管以及至少两个激光输出头；主体架上开设有垂直贯穿过主体架顶部与底部的中心通孔；送粉管穿过中心通孔并固定于主体架上；激光输出头以送粉管为中心周向排布在主体架顶部；主体架内部设有夹角成锐角激光通道。该熔覆头通过使用多束激光，达到了提高粉末利用率的目的。然而，该装置无法缓解或降低熔覆层内部含有较大应力的问题。并且，使用多个激光输出头增加了使用该装置的成本。

中国专利201710239927.4公开了一种多角度可预热回火式激光熔覆头，该熔覆头包括分束机构、分束变焦机构、激光扫描跟踪机构和激光熔覆机构。该熔覆头在中心激光束周还均布有6个用于预热和回火的小激光束，通过小激光束对熔覆头前进方向进行预热，对已熔覆的沉积层进行回火。然而，该装置的结构复杂，制造和装配成本高。此外，周向分布的激光束无法使得在指定的前进方向上才能达到预热回火的目的，这大大限制了加工过程中熔覆头移动的自由程度。

发明内容

本发明能够采用中心送粉式熔覆，且能够同时对加工处的前方基材进行预热，对已沉积的熔覆层进行回火处理。从而大大提高了金属粉末的利用率，降低传统激光加工过程中微熔池导致的快速和冷却产生的参与应力，降低熔覆层对裂纹的敏感性和组织成分的不均匀性。

为了实现上述的目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，包括壳体、喷嘴以及设置在壳体上的激光头；所述壳体内部设置有光学镜片组合和送粉管；

所述激光头，设置于壳体的上方，高能激光通过激光头进入壳体，入射光学镜片组合；

所述光学镜片组合，包括同轴设置的上准直透镜、锥透镜、下准直透镜、双环锥透镜、双准直透镜、分束透镜、合束透镜以及双焦距透镜；

所述的上准直透镜、下准直透镜、双准直透镜，均能够通过折射的方式，将各自的入射光线准直后射出；

所述的锥透镜，能够将准直输入的圆形入射光线折射形成单圆环形光线，经下准直透镜准直后，仅朝向双环锥透镜锥顶的内侧锥面或者外侧锥面射入或者同时朝向双环锥透镜的锥顶位置两侧的锥面射入；

所述的双环锥透镜，能够接收到下准直透镜准直射出的光线；当下准直透镜准直射出的光线仅从双环锥透镜的内侧锥面或者外侧锥面射入时，双环锥透镜能够折射形成单圆环形光线，并朝向双准直透镜的内准直凹面射入；当下准直透镜准直射出的光线同时从双环锥透镜的锥顶位置两侧的锥面射入时，双环锥透镜能够折射形成双圆环形光线，并朝向双准直透镜的锥顶射入；

所述的分束镜，能够接收双环锥透镜准直射出的光线，并能够将所接收到的入射光线经折射后形成光路间隙而对称分束成两分束光线；当入射光线为准直输入的双环形光线时，经分束镜折射分束后，双环形光线的内环光线、外环光线均经光路间隙对称分束而形成两半双环形分束光线；当入射光线为准直输入的单环形光线时，经分束镜折射分束后，单环形光线经光路间隙而对称分束为两半单环形分束光线；

所述的合束镜，能够接收分束镜分束射出的两分束光线，并能够将所接收到的入射光线经折射处理后合束，消除两分束光线之间的光路间隙；当分束镜所接收到的光线为两半双环形分束光线时，经分束镜折射处理后形成双环形合束光线，并朝向双焦距透镜射出；当所接收到的光线为两半环形分束光线时，经分束镜折射处理后形成单环形合束光线，并朝向双焦距透镜射出；

所述的双焦距透镜，能够接收合束镜射出的合束光线，并能够将所接收到的入射光线经折射后聚焦形成聚焦激光束，以沿喷嘴内的光路通道射出，并在喷嘴前端的基板上形成光斑；当双焦距透镜所接收到的入射光线为双环形光线时，聚焦形成的聚焦激光束为双环形聚焦激光束，在基板上所形成的光斑在中间具有汇聚点、外侧具有环形光斑；当所接收到的入射光线为单环形光线时，聚焦形成的聚焦激光束为单环形聚焦激光束，仅能够在基板上形成汇聚点光斑或者环形光斑；

所述的送粉管，包括两部分，其中一部分为出粉分管，沿着喷嘴的轴线布置，并向下延伸直至出粉分管的出粉口靠近基板的加工区域，另外一个部分为进粉分管，沿着分束镜朝向合束镜射出光线的光路间隙布置，且进粉分管的进粉口伸出壳体的侧壁设置。

进一步地，通过激光头进入壳体的高能激光为锥形发散的入射激光束；

锥形发散的入射激光束经过所述上准直透镜的折射，能够形成圆形的平行准直激光束；

圆形的平行准直激光束经过所述锥透镜的折射，能够形成发散的圆环激光束；

发散的圆环激光束经过下准直镜的折射，能够形成平行的圆环准直激光束；平行的圆环准直激光束经过双环锥透镜锥顶位置处两侧锥面的折射，能够形成内、外两个发散角度不同并具有共同圆心的双环激光束；

双环激光束经过双准直透镜的折射，能够形成平行并具有共同圆心的双环准直激光束；

双环准直激光束经过分束透镜，能够从双环准直激光束的中间一分为二，以形成两对称布置、相互间存在光路间隙的分束激光束；

两分束激光束经过合束透镜的折射，能够消除两分束激光束间的光路间隙，合并为双环合束激光束；

双环合束激光束经过双焦距透镜，能够形成双环聚焦激光束，并最终穿过喷嘴内的光路通道，汇聚于喷嘴下方的基板上，形成中间为汇聚点、外围呈环形的光斑。

进一步地，双环聚焦激光束包括内环聚焦激光束和外环聚焦激光束；相对于所述外环聚焦激光束，所述内环聚焦激光束具有较高的能量密度；所述内环聚焦激光束经过双焦距透镜的折射，能够在基板上汇聚形成点光斑，外环聚焦激光束经过双焦距透镜的折射，能够在基板上汇聚成一个围绕在点光斑外围的环形光斑；点光斑的能量密度高于环形光斑的能量密度；点光斑用于基板待加工部位的实际熔覆加工，形成熔池；环形光斑处于基板移动方向后端的部分用于基板待加工部位预热，处于基板移动方向前端的部分则用于基板熔池所形成沉积层的去应力回火；所述内环聚焦激光束形成的熔池处于所述环形光斑的内部。

进一步地，所述圆环准直激光束穿过双环锥透镜的锥顶，经过锥顶两侧锥面的折射，能够形成双环激光束；通过沿着轴线方向移动所述双环锥透镜，调节双环激光束中内环激光束和外环激光束之间的功率比，以控制最终用于预热回火的激光功率和用于形成熔池的激光功率；其中双环激光束中，内环激光束和外环激光束之间的功率比为a1/b1, a1+b1=100。

进一步地，所述的双准直透镜包括处于中部位置的内准直凹面和以及布置在内准直凹面的外准直凸面，所述内环激光束经过内环准直凹面的折射，形成内环准直激光束；所述外环激光束经过外准直凸面，形成外环准直激光束。

进一步地，所述双焦距透镜包括外聚焦面、内聚焦面和送粉孔；内聚焦面设置于双焦距透镜的中部位置，外聚焦面设置于内聚焦面的外围，且外聚焦面的焦距大于内聚焦面的焦距；送粉孔沿着内聚焦面的中心设置，送粉管穿过所述送粉孔，并沿着喷嘴内设置的送粉通道延伸，直至抵达加工区域附近；所述双环合束激光束的外环激光束经过外聚焦面的折射，形成外环聚焦激光束；所述双环合束激光束的内环激光束经过内聚焦面的折射，形成内环聚焦激光束。

进一步地，所述的双环锥透镜，包括锥顶以及分别处于锥顶的锥面，其中，处于锥顶内侧的锥面为内侧凹锥面，处于锥顶外侧的锥面则为外侧凸锥面。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明采用同一入射激光束，经过光学镜片组合的折射，最终形成双环激光束并共同汇聚在基板上。其中位于内环的激光束用于形成熔池，位于外环的激光束用于未加工的基板进行预热，对已经加工的熔覆层进行回火操作。也就是，本发明在工件沿着熔覆层厚度增加的方向，按照时间进程，每一时刻均作了预热-熔覆加工-回火处理，因此能够大大降低传统激光熔覆加工过程中快速加热和快速冷却导致熔覆层就有较大的残余应力，降低熔覆层的裂纹敏感性和组织的不均匀性。

2、本发明在壳体内部设置有分束透镜和合束透镜，双圆环准直激光束经过分束镜形成光路间隙，再经过合束透镜闭合间隙。送粉管通过光路间隙进入壳体内部，从而实现双圆环激光束的光内送粉效果，大大提高了激光熔覆过程中金属粉末的利用率。

3、本发明通过在壳体内部设置双环锥透镜，将单圆环激光束折射成双圆环激光束，并且该双环锥透镜可沿着轴线进行小范围的移动，从而调节内环激光束和外环激光束之间的功率比，从而最终改变用于预热回火的激光功率和用于形成熔池的激光功率。

4、本发明采用单一入射激光束，通过沿轴线调节双环锥透镜的位置，实现调节内环聚焦激光束和外环激光激光束功率的目的。相比较于传统的通过双入射激光束来调节不同激光束的功率，本发明大大节省成本。

5、本发明的在壳体内部设置有一双环准直透镜，所述双环准直透镜中间为凹面，四轴为凸面，从而实现了将两个入射方向不同的圆环激光束，折射为双环准直激光束。

附图说明

图1是本发明所述的一种可预热回火的中心送粉式熔覆头的整体结构示意图；

图2是A-A截面光斑示意图；

图3是B-B截面光斑示意图；

图4是C-C截面光斑示意图；

图5是D-D截面光斑示意图；

图6是双环锥面透镜示意图

图7是双准直透镜示意图

图8是双焦距透镜示意图

图1-8中，1、激光头；2、壳体；3、光学镜片组合4、送粉管；5、基板；11、入射激光束；12、准直激光束；13 圆环激光束；14、圆环准直激光束、15、双环激光束；15-1外环激光束；15-2内环激光束；16、双环准直激光束、16-1外环准直激光束；16-2内环准直激光束；17、分束激光束；17-1、内分束激光束；17-2、外分束激光束；17-3、光路间隙；18、合束激光束；18-1外环合束激光束；18-2内环合束激光束；19、双环聚焦激光束；19-1外环聚焦激光束；19-2内环聚焦激光束； 20、熔池；21、环形光斑；31、上准直透镜；32、锥透镜；33、下准直透镜；34、双环锥透镜；35、双准直透镜；36、分束透镜；37、合束透镜；38、双焦距透镜；39、喷嘴；341、锥顶；342、锥面； 351、外准直凸面；352内准直凹面；381、外聚焦面；382、内聚焦面；383、送粉孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，包括壳体2、喷嘴39以及设置在壳体2上的激光头1；所述壳体2内部设置有光学镜片组合3和送粉管4。

所述激光头1设置于壳体2的上方，高能激光通过激光头1进入壳体2。所述高能激光的能量分布可以为高斯分布、平顶分布等多种形式。

所述光学镜片组合3包括上准直透镜31、锥透镜32、下准直透镜33、双环锥透镜34、双准直透镜35、分束透镜36、合束透镜37以及双焦距透镜38。所述入射激光经过壳体2内部光学镜片组合3的折射，形成同圆心的双环形光斑，该双环形光斑最终共同从喷嘴39底部射出并汇聚于基板5上。所述壳体2内部的多个镜片均为同轴设置。

所述送粉管4设置于环形光斑的中心，并且使用惰性气体将金属粉末通过该送粉管4输送至加工区域，从而达到中心送粉的目的。

进一步地，高能激光进入熔覆头之后形成锥形发散的入射激光束11，经过所述上准直透镜31的折射，形成圆形的平行准直激光束12；然后经过所述锥透镜32的折射，形成发散的圆环激光束13（激光束的横截面参考图2）；然后经过下准直镜33的折射，形成平行的圆环准直激光束14；然后经过双环锥透镜34的折射形成内外两个发散角度不同的，且有共同圆心的双环激光束15（激光束的横截面参考图3）；然后经过双准直透镜35的折射形成平行的且有共同圆心的双环准直激光束16；然后经过分束透镜36，该双环准直激光束16从中间一分为二，形成分束激光束17（激光束的横截面参考图4）；然后经过合束透镜37的折射，分束激光束17合并为合束激光束18；然后经过双焦距透镜38，形成双环聚焦激光束19，并最终穿过喷嘴39，汇聚于喷嘴39下方的基板5上。

进一步地，所述送粉管4从分束透镜36和合束透镜37之间的光路间隙17-3进入壳体；所述送粉管4进入壳体2内部后穿过所述合束透镜36和所述双焦距透镜38，并向下延伸靠近加工区域。

进一步地，双环聚焦激光束19包括外环聚焦激光束19-1和内环聚焦激光束19-2；所述内环聚焦激光束19-2用于实际加工；所述外环聚焦激光19-1束用于对基板进行预热，对沉积层进行去应力回火。相对于所述外环聚焦激光束19-1，所述内环聚焦激光束19-2具有较高的能量密度；所述外环聚焦激光19-1束经过双焦距透镜38的折射，在基板5上汇聚成一个环形光斑21，该环形光斑21具有相对较低的能量密度，用于对熔覆头前进方向上的代加工区域进行预热处理，对熔覆头后退方向上刚刚形成的沉积层进行回火处理。所述内环聚焦激光束19-2经过双焦距透镜38的折射，汇聚于基板5上的一点，该高能量密度的汇聚点用于形成熔池20；所述内环聚焦激光束19-2形成的熔池20处于所述外环聚焦激光束形成的19-1环形光斑21的内部。

进一步地，所述圆环准直激光束14穿过双环锥透镜34的锥顶341，经过锥顶341两侧的锥面342的折射，形成双环激光束15。所述锥透镜32可沿着轴线方向进行小范围的移动，从而调节内环激光束15-2和外环激光束15-1之间的功率比，从而最终改变用于预热回火的激光功率和用于形成熔池的激光功率。其中，内环激光束15-2和外环激光束15-1之间的功率比a1/b1, a1+b1=100；

进一步地，所述双准直透镜35包括内准直凹面352和外准直凸面351，所述内环激光束15-2经过内环准直凹面352的折射，形成内环准直激光束16-2；所述外环激光束15-1经过外准凸面351，形成外环准直激光束16-1。

进一步地，所述双焦距透镜38包括外聚焦面381、内聚焦面382和送粉孔383；所述外聚焦面381的焦距大于内聚焦面382的焦距，所述送粉管4穿过所述送粉孔383，抵达加工区域附近；所述外环合束激光束18-1经过外聚焦面381的折射，形成外环聚焦激光束19-1；所述内环合束激光束18-2经过内聚焦面382的折射，形成内环聚焦激光束19-2。

实施例2：所述锥透镜向下移动至所述圆环准直激光束经过所述双环锥透镜的锥顶，也就是入射激光经过所述光学镜片组的折射，最终只形成单个环形光斑。此时入射激光的你能量100%用于形成熔池，0%用于预热和回火加工。

实施例3：所述锥透镜移动至圆环准直激光束能够正好左右均匀地穿过所述双环锥透镜的锥顶时，所述内环激光束和所述外环激光束之间的功率相等。也就是内环激光束15-2和外环激光束15-1之间的功率比a1/b1=1, a1+b1=100。此时入射激光功率的50%用于形成熔池，50%用于预热和回火加工。

Claims (7)

1.一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，包括壳体、喷嘴以及设置在壳体上的激光头；其特征在于，所述壳体内部设置有光学镜片组合和送粉管；

所述激光头，设置于壳体的上方，高能激光通过激光头进入壳体，入射光学镜片组合；

所述光学镜片组合，包括同轴设置的上准直透镜、锥透镜、下准直透镜、双环锥透镜、双准直透镜、分束透镜、合束透镜以及双焦距透镜；

所述的上准直透镜、下准直透镜、双准直透镜，均能够通过折射的方式，将各自的入射光线准直后射出；

所述的锥透镜，能够将准直输入的圆形入射光线折射形成单圆环形光线，经下准直透镜准直后，仅朝向双环锥透镜锥顶的内侧锥面或者外侧锥面射入或者同时朝向双环锥透镜的锥顶位置两侧的锥面射入；

所述的双环锥透镜，能够接收到下准直透镜准直射出的光线；当下准直透镜准直射出的光线仅从双环锥透镜的内侧锥面或者外侧锥面射入时，双环锥透镜能够折射形成单圆环形光线，并朝向双准直透镜的内准直凹面射入；当下准直透镜准直射出的光线从双环锥透镜的锥顶位置两侧的锥面射入时，双环锥透镜能够折射形成双圆环形光线，并朝向双准直透镜的锥顶射入；

所述的分束镜，能够接收双环锥透镜准直射出的光线，并能够将所接收到的入射光线经折射后形成光路间隙而对称分束成两分束光线；当入射光线为准直输入的双环形光线时，经分束镜折射分束后，双环形光线的内环光线、外环光线均经光路间隙对称分束而形成两半双环形分束光线；当入射光线为准直输入的单环形光线时，经分束镜折射分束后，单环形光线经光路间隙而对称分束为两半单环形分束光线；

所述的合束镜，能够接收分束镜分束射出的两分束光线，并能够将所接收到的入射光线经折射处理后合束，消除两分束光线之间的光路间隙；当分束镜所接收到的光线为两半双环形分束光线时，经分束镜折射处理后形成双环形合束光线，并朝向双焦距透镜射出；当所接收到的光线为两半环形分束光线时，经分束镜折射处理后形成单环形合束光线，并朝向双焦距透镜射出；

所述的双焦距透镜，能够接收合束镜射出的合束光线，并能够将所接收到的入射光线经折射后聚焦形成聚焦激光束，以沿喷嘴内的光路通道射出，并在喷嘴前端的基板上形成光斑；当双焦距透镜所接收到的入射光线为双环形光线时，聚焦形成的聚焦激光束为双环形聚焦激光束，在基板上所形成的光斑在中间具有汇聚点、外侧具有环形光斑；当所接收到的入射光线为单环形光线时，聚焦形成的聚焦激光束为单环形聚焦激光束，仅能够在基板上形成汇聚点光斑或者环形光斑；

所述的送粉管，包括两部分，其中一部分为出粉分管，沿着喷嘴的轴线布置，并向下延伸直至出粉分管的出粉口靠近基板的加工区域，另外一个部分为进粉分管，沿着分束镜朝向合束镜射出光线的光路间隙布置，且进粉分管的进粉口伸出壳体的侧壁设置。

2.根据权利要求1所述的一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，其特征在于，通过激光头进入壳体的高能激光为锥形发散的入射激光束；

锥形发散的入射激光束经过所述上准直透镜的折射，能够形成圆形的平行准直激光束；

圆形的平行准直激光束经过所述锥透镜的折射，能够形成发散的圆环激光束；

发散的圆环激光束经过下准直镜的折射，能够形成平行的圆环准直激光束；平行的圆环准直激光束经过双环锥透镜锥顶位置处两侧锥面的折射，能够形成内、外两个发散角度不同并具有共同圆心的双环激光束；

双环激光束经过双准直透镜的折射，能够形成平行并具有共同圆心的双环准直激光束；

双环准直激光束经过分束透镜，能够从双环准直激光束的中间一分为二，以形成两对称布置、相互间存在光路间隙的分束激光束；

两分束激光束经过合束透镜的折射，能够消除两分束激光束间的光路间隙，合并为双环合束激光束；

双环合束激光束经过双焦距透镜，能够形成双环聚焦激光束，并最终穿过喷嘴内的光路通道，汇聚于喷嘴下方的基板上，形成中间为汇聚点、外围呈环形的光斑。

3.根据权利要求2所述的一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，其特征在于，双环聚焦激光束包括内环聚焦激光束和外环聚焦激光束；相对于所述外环聚焦激光束，所述内环聚焦激光束具有较高的能量密度；所述内环聚焦激光束经过双焦距透镜的折射，能够在基板上汇聚形成点光斑，外环聚焦激光束经过双焦距透镜的折射，能够在基板上汇聚成一个围绕在点光斑外围的环形光斑；点光斑的能量密度高于环形光斑的能量密度；点光斑用于基板待加工部位的实际熔覆加工，形成熔池；环形光斑处于基板移动方向后端的部分用于基板待加工部位预热，处于基板移动方向前端的部分则用于基板熔池所形成沉积层的去应力回火；所述内环聚焦激光束形成的熔池处于所述环形光斑的内部。

4.根据权利要求3所述的一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，其特征在于，所述圆环准直激光束穿过双环锥透镜的锥顶，经过锥顶两侧锥面的折射，能够形成双环激光束；通过沿着轴线方向移动所述双环锥透镜，调节双环激光束中内环激光束和外环激光束之间的功率比，以控制最终用于预热回火的激光功率和用于形成熔池的激光功率；其中双环激光束中，内环激光束和外环激光束之间的功率比为a1/b1, a1+b1=100。

5.根据权利要求4所述的一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，其特征在于，所述的双准直透镜包括处于中部位置的内准直凹面和以及布置在内准直凹面的外准直凸面，所述内环激光束经过内环准直凹面的折射，形成内环准直激光束；所述外环激光束经过外准直凸面，形成外环准直激光束。

6.根据权利要求5所述的一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，其特征在于，所述双焦距透镜包括外聚焦面、内聚焦面和送粉孔；内聚焦面设置于双焦距透镜的中部位置，外聚焦面设置于内聚焦面的外围，且外聚焦面的焦距大于内聚焦面的焦距；送粉孔沿着内聚焦面的中心设置，送粉管穿过所述送粉孔，并沿着喷嘴内设置的送粉通道延伸，直至抵达加工区域附近；所述双环合束激光束的外环激光束经过外聚焦面的折射，形成外环聚焦激光束；所述双环合束激光束的内环激光束经过内聚焦面的折射，形成内环聚焦激光束。

7.根据权利要求5所述的一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，其特征在于，所述的双环锥透镜，包括锥顶以及分别处于锥顶的锥面，其中，处于锥顶内侧的锥面为内侧凹锥面，处于锥顶外侧的锥面则为外侧凸锥面。

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