CN203474893U - 激光束传输与聚焦装置 - Google Patents

Abstract

一种激光束传输与聚焦装置，包括喷嘴、激光聚焦镜头，喷嘴与激光聚焦镜头呈弯折连接，激光聚焦镜头连接有深度调节套筒，深度调节套筒由一组套筒连接而成。本实用新型进行激光淬火、激光重熔等时，因不需要送粉，整个装置可竖直放置，可不使用高度调节套筒和激光反射头，激光束直接穿过深度调节套筒辐照到激光聚焦镜上，经聚焦后穿过喷嘴辐射到零件的内壁上，实现激光淬火或重熔。

Description

激光束传输与聚焦装置

技术领域

本实用新型涉及一种激光技术领域，尤其是在深桶形零件内壁激光熔覆、淬火等激光表面强化中使用的激光束传输与聚焦装置。

背景技术

目前，激光强化，如激光合金化、激光淬火、激光熔覆、激光重熔、激光非晶化等，其加热过程都是依靠高能量密度的激光束加热零件表面。当零件表面为平面时，仅仅依靠激光束随数控机床的移动，就可实现单道扫描，多道搭接等，实现大面积表面的激光熔覆或淬火等强化。当处理面为圆柱、圆锥形零件的外表面时，通过将零件的一端采用卡盘固定，使零件随卡盘转动，结合激光束在X、Y、Z方向的运动，可实现零件的表面熔覆、淬火等强化。但是当零件为桶形、薄壁形，需要强化的部位为零件内表面时，特别是当零件内径较小时，其内壁的激光处理非常困难。如发动机气缸套、油管、圆锥破碎机的圆环行破碎壁、轧臼壁等内壁的激光熔覆，由于激光束的单向性，上述零件内壁的激光处理非常困难，需要设计专门的激光束传输与聚焦装置。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种激光束传输与聚焦装置，不但安装、固定方便，而且能随激光头按任意轨迹自由运动，能实现桶形、环形零件内壁的激光熔覆、淬火、合金等激光强化。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种激光束传输与聚焦装置，包括喷嘴、激光聚焦镜头，喷嘴与激光聚焦镜头呈弯折连接，激光聚焦镜头连接有深度调节套筒，深度调节套筒由一组套筒连接而成。这样深度调节套筒根据所需长度连接相对应的套筒数量，套筒内可以传输激光束，这样可以将喷嘴伸入内径较小的孔内，并对其内壁进行激光处理。

为了进一步完善，深度调节套筒的外端连接有激光反射镜头，激光反射镜头连接高度调节套筒，高度调节套筒由一组套筒连接而成。深度调节套筒通过螺纹与激光聚焦头相连，深度调节套筒视其零件深度的不同，可添减。高度调节套筒通过上部的螺纹与机床相连，高度调节套筒的数量同样视其零件尺寸可增减。

套筒的一端设有外螺纹接头，套筒的另一端设有与外螺纹接头匹配连接的内螺纹槽。

喷嘴内设有激光束通道、载气通道和循环冷却水通道，循环冷却水通道连接喷嘴冷却水出口和喷嘴冷却水入口。激光反射头样由外壳、反射镜、密封圈、密封盖、固定盖、螺丝、水嘴等构成，在激光反射镜内部中空，用来通冷却水。当进行零件内壁激光淬火或重熔时，可不用激光反射头。

激光聚焦镜头包括外壳，外壳内安装聚焦镜，聚焦镜内部中空，用来通冷却水，因为激光聚焦镜为铜镜，通水冷却放置其温度过高烧损。并在聚焦镜的外端设有密封圈、密封盖和固定盖，在固定盖上设有穿过密封盖的冷却水入口和冷却水出口，冷却水出口在上，冷却水入水口在下，这样可增强冷却效果。

本实用新型有益的效果是：本实用新型进行激光淬火、激光重熔等时，因不需要送粉，整个装置可竖直放置，可不使用高度调节套筒和激光反射头，激光束直接穿过深度调节套筒辐照到激光聚焦镜上，经聚焦后穿过喷嘴辐射到零件的内壁上，实现激光淬火或重熔。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构图；

图2为本实用新型激光聚焦镜头的结构示意图；

图3为本实用新型的剖视图；

图4为图3中A部分的放大示意图；

图5为本实用新型中喷嘴的剖视图。

附图标记说明：喷嘴1，激光束通道1-1，载气通道1-2，循环冷却水通道1-3，激光聚焦镜头2，外壳2-1，聚焦镜2-2，密封圈2-3，密封盖2-4，固定盖2-5，深度调节套筒3，激光反射镜头4，高度调节套筒5，套筒6，外螺纹接头6-1，冷却水入口7，冷却水出口8，喷嘴冷却水入口9，喷嘴冷却水出口10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：这种激光束传输与聚焦装置，包括喷嘴1、激光聚焦镜头2，喷嘴1与激光聚焦镜头2呈弯折连接，激光聚焦镜头2连接有深度调节套筒3，深度调节套筒3由一组套筒6连接而成。深度调节套筒3的外端连接有激光反射镜头4，激光反射镜头4连接高度调节套筒5，高度调节套筒5由一组套筒6连接而成。

套筒6的一端设有外螺纹接头6-1，套筒6的另一端设有与外螺纹接头6-1匹配连接的内螺纹槽6-2。喷嘴1内设有激光束通道1-1、载气通道1-2和循环冷却水通道1-3，循环冷却水通道1-3连接喷嘴冷却水入口9和喷嘴冷却水出口10。激光聚焦镜头2包括外壳2-1，外壳2-1内安装聚焦镜2-2，聚焦镜2-2内部中空，并在聚焦镜2-2的外端设有密封圈2-3、密封盖2-4和固定盖2-5，固定盖2-5上设有穿过密封盖2-4的冷却水入口7和冷却水出口8。

当进行零件内壁激光熔覆时，零件水平放置，一端被机床的卡盘卡牢。激光束通过高度调节套筒5后，进入激光反射镜头4，经反射镜反射后，平行穿过深度调节套筒3，辐照到激光聚焦镜2上，经聚焦后汇聚，穿过中空的喷嘴1后，辐照在零件的内壁上，形成熔池。在喷嘴1中，设有倒置圆锥状的流道。粉末在载气的推动下，从预先设置的载气入口进入喷嘴1，沿着圆锥流道喷出，并最终汇聚道熔池中，实现同轴送粉熔覆。

当进行激光淬火、激光重熔等时，因不需要送粉，整个装置可竖直放置，可不使用高度调节套筒5和激光反射头4。零件竖直放置在可沿竖直轴转动的托盘上，激光束直接穿过深度调节套筒3辐照到激光聚焦镜上，经聚焦后穿过喷嘴1辐射到零件的内壁上，实现激光淬火或重熔。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (5)

1.一种激光束传输与聚焦装置，包括喷嘴（1）、激光聚焦镜头（2），其特征是：所述喷嘴（1）与激光聚焦镜头（2）呈弯折连接，激光聚焦镜头（2）连接有深度调节套筒（3），深度调节套筒（3）由一组套筒（6）连接而成。

2.根据权利要求1所述的激光束传输与聚焦装置，其特征是：所述深度调节套筒（3）的外端连接有激光反射镜头（4），激光反射镜头（4）连接高度调节套筒（5），高度调节套筒（5）由一组套筒（6）连接而成。

3.根据权利要求1或2所述的激光束传输与聚焦装置，其特征是：所述套筒（6）的一端设有外螺纹接头（6-1），套筒（6）的另一端设有与外螺纹接头（6-1）匹配连接的内螺纹槽（6-2）。

4.根据权利要求1所述的激光束传输与聚焦装置，其特征是：所述喷嘴（1）内设有激光束通道（1-1）、载气通道（1-2）和循环冷却水通道（1-3），循环冷却水通道（1-3）连接喷嘴冷却水入口（9）和喷嘴冷却水出口（10）。

5.根据权利要求1所述的激光束传输与聚焦装置，其特征是：所述激光聚焦镜头（2）包括外壳（2-1），外壳（2-1）内安装聚焦镜（2-2），聚焦镜（2-2）内部中空，并在聚焦镜（2-2）的外端设有密封圈（2-3）、密封盖（2-4）和固定盖（2-5），固定盖（2-5）上设有穿过密封盖（2-4）的冷却水入口（7）和冷却水出口（8）。

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