CN210711742U - 一种宽光斑深孔激光熔覆头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种宽光斑深孔激光熔覆头，包括：接口外罩、准直镜座、聚焦镜座、反射镜座、反射镜、挡光罩、送粉头、送粉管、保护气管、准直镜片和积分聚焦镜片，接口外罩、准直镜座和聚焦镜座依次连接，反射镜座具有入光端、反光端和出光端，聚焦镜座连接于反射镜座的入光端，反射镜安装于反射镜座的反光端，挡光罩连接于反射镜座的出光端，送粉头安装于挡光罩上，送粉管连接于送粉头，保护气管连接于挡光罩，准直镜片安装于准直镜座内，积分聚焦镜片安装于聚焦镜座内。本实用新型提出的宽光斑深孔激光熔覆头解决了现有深孔激光熔覆技术的发展瓶颈问题，且能连续稳定运行，集成化高，体积小，具有广阔的推广应用前景。

Description

一种宽光斑深孔激光熔覆头

技术领域

本实用新型涉及激光熔覆技术领域，尤其是涉及一种宽光斑深孔激光熔覆头。

背景技术

零部件腐蚀是机械设备损伤的主要原因，零部件防蚀能力的优劣直接关系到机械设备的安全运行，通过激光将合金粉末熔覆在深孔工件内壁是最近发展起来的防腐蚀技术，但是现有的激光熔覆技术普遍存在熔覆效率低、熔覆头体积大、内孔高温环境适应性差等问题，尤其是针对深孔工件内壁的激光熔覆问题，现有激光熔覆头根本无法熔覆到深孔工件的根部位置，且无法满足长时间运行的熔覆要求，纵观现有的激光熔覆头，有的体积较大不适合深孔内壁熔覆，有的水冷装置集成不好无法满足长时间运行要求，有的是小圆形光斑熔覆效率低，等等，这些问题严重阻碍了深孔激光熔覆技术的发展，急切需要开发一种全新的能够满足深孔激光熔覆要求且可长时间稳定运行的宽光斑深孔激光熔覆头。

实用新型内容

本实用新型基于上述现有技术问题，提出一种全新结构的宽光斑深孔激光熔覆头，通过创新设置激光束和粉束输出路径，使得熔覆头带向前倾角，可熔覆到深孔工件的内壁根部，解决了深孔内壁熔覆的技术瓶颈问题；通过创新设置外壁水冷结构，将光学器件全部集成在水冷结构内部，使得激光熔覆头能够长时间稳定运行；通过将熔覆激光束整形为宽光斑，提高了熔覆效率。因此本实用新型提出的宽光斑深孔激光熔覆头解决了现有深孔激光熔覆技术的发展瓶颈问题，且能连续稳定运行，集成化高，体积小，具有广阔的推广应用前景。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种宽光斑深孔激光熔覆头，包括：接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7、反射镜8、挡光罩9、送粉头、送粉管15、保护气管16、准直镜片25和积分聚焦镜片26，所述接口外罩4、准直镜座5和聚焦镜座6依次连接，所述反射镜座7具有入光端、反光端和出光端，所述聚焦镜座6连接于所述反射镜座7的入光端，所述反射镜8安装于所述反射镜座7的反光端，所述挡光罩9连接于所述反射镜座7的出光端，所述送粉头安装于所述挡光罩9上，所述送粉管15连接于所述送粉头，所述保护气管16连接于所述挡光罩9，所述准直镜片25安装于所述准直镜座5内，所述积分聚焦镜片26安装于所述聚焦镜座6内。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中所述接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7和反射镜8的内部均形成有冷却水通道，当所述接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7和反射镜8连接安装在一起时，各部件的冷却水通道相互连通形成完整的第一循环冷却水回路，且在所述接口外罩4上开设有连通所述第一循环冷却水回路的第一冷却水进口19和第一冷却水出口20。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中所述接口外罩4的后端通过固定螺钉连接于所述准直镜座5的前端，且在两者之间装有防水密封圈和防尘密封圈；所述准直镜座5的后端通过固定螺钉连接于所述聚焦镜座6的前端，且在两者之间装有防水密封圈和防尘密封圈；所述聚焦镜座6的后端通过固定螺钉连接于所述反射镜座7的入光端，且在两者之间装有防水密封圈和防尘密封圈；所述反射镜8通过固定螺钉连接于所述反射镜座7的反光端，且在两者之间装有防水密封圈和防尘密封圈；所述接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6和反射镜座7的下侧均形成有第一冷却水通道，所述接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6和反射镜座7的上侧均形成有第二冷却水通道，所述反射镜8内形成有第三冷却水通道，当所述接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6和反射镜座7依次连接在一起且所述反射镜8连接于所述反射镜座7上时，所述接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6和反射镜座7的第一冷却水通道依次连通形成冷却水进水通道，所述接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6和反射镜座7的第二冷却水通道依次连通形成冷却水出水通道，所述冷却水进水通道、第三冷却水通道和冷却水出水通道依次连通形成第一循环冷却水回路，所述第一冷却水进口19和第一冷却水出口20连通所述第一循环冷却水回路。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中还包括有：光纤公接头17、光纤18和光纤母接头23，所述光纤母接头23安装于所述准直镜座5上，所述光纤公接头17安装于所述光纤母接头23内，所述光纤18设置于所述光纤公接头17内；在所述光纤公接头17内形成有第二循环冷却水回路，且在所述光纤公接头17上设置有连通所述第二循环冷却水回路的第二冷却水进口21和第二冷却水出口22；所述第二循环冷却水回路与所述第一循环冷却水回路相互串联，并采用如下连接方式：所述第一冷却水进口19与第二冷却水出口22通过软管连接，所述第二冷却水进口21通过软管连接于冷水机循环水出口，所述第一冷却水出口20通过软管连接于冷水机循环水入口；或者所述第一冷却水出口20与第二冷却水进口21通过软管连接，所述第一冷却水进口19通过软管连接于冷水机循环水出口，所述第二冷却水出口22通过软管连接于冷水机循环水入口。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中所述反射镜座7的入光端形成有入光通道，所述反射镜座7的出光端形成有出光通道，所述入光通道的中心轴线与所述出光通道的中心轴线构成的角度为钝角，激光束经准直镜片25和积分聚焦镜片26整形后从所述反射镜座7的入光通道入射到所述反射镜8上，经所述反射镜8反射后从所述反射镜座7的出光通道输出，且所述激光束在所述反射镜8上的入射角与反射角之和大于90°。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中还包括有保护镜38和反射镜座内环35，所述反射镜座7的出光端形成有出光通道，所述反射镜座内环35安装于所述出光通道内，所述挡光罩9固定连接于所述出光通道的出光口，所述保护镜38安装于所述反射镜座内环35和所述挡光罩9之间。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中所述反射镜座内环35与出光通道之间设置有密封圈，所述反射镜座内环35内开设有第一通光孔，所述挡光罩9内形成有第二通光孔，所述第一通光孔的中心轴线与所述第二通光孔的中心轴线共线，且通过所述保护镜38将所述第一通光孔和第二通光孔相间隔，所述保护气管16在所述挡光罩9上的保护气出口位于所述挡光罩9的第二通光孔的侧壁；所述反射镜座7的入光端形成有入光通道，所述入光通道的中心轴线与所述第一通光孔和第二通光孔的中心轴线构成钝角，沿入光通道的中心轴线入射的激光束被反射镜沿第一通光孔和第二通光孔的中心轴线反射输出。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中还包括有保护镜抽屉39和弹簧密封圈37，所述保护镜抽屉39以抽屉抽拉方式安装于所述反射镜座内环35和所述挡光罩9之间，所述弹簧密封圈37和保护镜38安装于所述保护镜抽屉39内，所述保护镜38设置于所述弹簧密封圈37上。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中还包括有连接管2和连接端盖3，所述连接管2螺纹连接于所述连接端盖3，所述连接端盖3固定连接于所述接口外罩4。

进一步的根据本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其中所述送粉头为宽光斑送粉头13，内部设有均粉机构，能够将来自送粉管15的粉料均匀地分成一排多束的粉束12，并输出至激光束在挡光罩外的聚焦位置；所述保护气管16与所述挡光罩9焊接连接或者一体成型，保护气管16的保护气出口连通所述挡光罩9的内部空腔。

本实用新型所述方案的主要创新技术及其技术效果至少包括：

1）本实用新型创新的在通过水路的集成连接后，可实现循环水依次通过光纤公接头17、接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7、反射镜8、反射镜座7、聚焦镜座6、准直镜座5和接口外罩4，形成一条完整的循环水回路，并通过第一密封圈确保水路封闭，实现了对整个结构降温，延长了使用寿命，体积小且外观简洁。

2）本实用新型创新的将连接端盖3、接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7依次连接且在彼此连接之处均设置第二密封圈，以起到防尘作用，同时在反射镜座7和反射镜8之间设置第三密封圈32以起到防尘作用，从而使得整个装置的内部结构不受熔覆过程中深孔工件1内部粉尘大的影响。

3）本实用新型创新的使激光束11由外接激光器发出，经光纤18传输后依次透过光纤母接头23、准直镜片25后为圆形的准平行光束，透过积分聚焦镜片26后变为聚焦的矩形宽光斑光束，被反射镜8反射，激光束11的束腰与粉束12在深孔工件1内壁聚焦，比起传统的圆形光斑，宽光斑效率更高。

4）本实用新型创新的对反射镜座7的反光角度进行设计，与反射镜8装配后，使得激光束11经反射镜8上的入射角与反射角之和大于垂直角度，反射输出激光束具有向前的倾角，并可以到达深孔工件1内壁顶端的根部，解决了现有激光熔覆技术中熔覆激光束无法达到深孔内壁根部的技术瓶颈问题。

5）本实用新型创新的将宽光斑送粉头13安装在反射镜座7上，同样具有向前的倾角，使得粉束12也可以到达深孔工件1内壁顶端的根部，并与激光束共同汇聚于熔池位置。

6）本实用新型创新的使送粉管15一端外接送粉器，另一端与宽光斑送粉头13连接，宽光斑送粉头13内部创新设置有均粉机构，可将来自送粉管15的粉束均匀的分成一排多束的粉束12，提供了粉束熔覆效率。

7）本实用新型创新的将保护气管16的一端固定在挡光罩9上，且挡光罩9上的保护气出口位置位于保护镜38和挡光罩9的出光口之间，这样能够在保护熔池不被氧化的同时防止粉尘进入挡光罩9，提供了设备使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所述宽光斑深孔激光熔覆头的整体结构示意图。

图2为本实用新型所述宽光斑深孔激光熔覆头的剖面结构示意图。

图3为本实用新型所述宽光斑深孔激光熔覆头中第一密封圈和第二密封圈在各部件连接处的安装结构示意图。

图4为本实用新型所述宽光斑深孔激光熔覆头中反射镜座出光端的放大结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1、深孔工件；2、连接管；3、连接端盖；4、接口外罩；5、准直镜座；6、聚焦镜座；7、反射镜座；8、反射镜；9、挡光罩；10、第一固定螺钉；11、激光束；12、粉束；13、宽光斑送粉头；14、第二固定螺钉；15、送粉管；16、保护气管；17、光纤公接头；18、光纤；19、第一冷却水进口；20、第一冷却水出口；21、第二冷却水进口；22、第二冷却水出口；23、光纤母接头；24、准直镜片固定环；25、准直镜片；26、积分聚焦镜片；27、聚焦镜固定环；28、第三固定螺钉；29、第一密封圈；30、第二密封圈；31、第四固定螺钉；32、第三密封圈；33、堵头；34、第四密封圈；35、反射镜座内环；36、第四固定螺钉；37、弹簧密封圈；38、保护镜；39、保护镜抽屉；40、保护镜固定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型，但并不因此限制本实用新型的保护范围。

本实用新型提出一种宽光斑深孔激光熔覆头，如附图1-3所示，所示熔覆头包括：连接管2、连接端盖3、接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7、反射镜8、挡光罩9、第一固定螺钉10、宽光斑送粉头13、第二固定螺钉14、送粉管15、保护气管16、光纤公接头17、光纤18、光纤母接头23、准直镜片固定环24、准直镜片25、积分聚焦镜片26、聚焦镜固定环27、第三固定螺钉28、第一密封圈29、第二密封圈30、第四固定螺钉31、第三密封圈32、堵头33、第四密封圈34、反射镜座内环35、第四固定螺钉36、弹簧密封圈37、保护镜38、保护镜抽屉39和保护镜固定螺钉40。

待加工的深孔工件1装在机床可旋转的卡盘上，本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头深入深孔工件1内部，如附图1所示，并能够对深孔工件1的内壁顶端的根部进行激光熔覆操作。

本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头的具体组成结构为：所述连接管2装在机床可沿轴向移动的机架上，所述的连接管2的后端头有外螺纹并与连接端盖3前端的内螺纹配合紧固；所述连接端盖3的后端与接口外罩4的前端通过第三固定螺钉28紧固连接且在两者之间装有第二密封圈30；所述的接口外罩4的后端与准直镜座5的前端通过第三固定螺钉28紧固连接且在两者之间装有第一密封圈29和第二密封圈30；所述的准直镜座5的后端与聚焦镜座6的前端通过第三固定螺钉28紧固连接且在两者之间装有第一密封圈29和第二密封圈30；所述的聚焦镜座6的后端与反射镜座7的入光端通过第三固定螺钉28紧固连接且在两者之间装有第一密封圈29和第二密封圈30；所述的反射镜座7的反光端与反射镜8通过第四固定螺钉31紧固连接且在两者之间装有第一密封圈29和第三密封圈32；所述的反射镜座7的出光端形成有出光通孔，所述出光通孔内安装有反射镜座内环35，且反射镜座内环35通过第四固定螺钉36安装于出光通孔内，且在反射镜座内环35的外壁和出光通孔的内壁之间装有第四密封圈34，所述反射镜座内环35的中部开设有第一通光孔；所述挡光罩9通过第一固定螺钉10固定在反射镜座7出光端的出光通孔外侧，所述挡光罩9中部开设有第二通光孔，所述挡光罩安装于反射镜座7的出光端上后，挡光罩9的第二通光孔与反射镜座内环35的第一通光孔正对，共同构成出光通道，优选的所述第一通光孔为圆柱孔，所述第二通光孔为圆锥孔，且圆锥孔的最小直径等于圆柱孔的内径，并大于激光束的最大尺寸，圆柱孔内传输的光束发散到圆锥孔的圆锥内壁面上时被向内反射，且熔覆过程中基材及焊材反射的杂光到达挡光罩9后被阻挡。所述接口外罩4、准直镜座5和聚焦镜座6的两端以及反射镜座7的入光端均设置有法兰连接结构，相互之间如附图3所示的通过第三固定螺钉28穿过法兰凸缘进行紧固连接。所述接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7和反射镜8的内部均形成有冷却水通道，且当接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7和反射镜8连接安装在一起时，各部件的冷却水通道相互连通形成一条完整的循环水冷却回路，且接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7和反射镜8相互之间连接时均在连接位置处设置有第一密封圈29，优选的所述第一密封圈在各部件连接面处围绕冷却水通道外周设置，通过第一密封圈29来确保各部件之间的冷却水通道相互连通后形成对外密封的循环水冷却回路。在所述接口外罩4上开设有第一冷却水进口19和第一冷却水出口20。优选的可沿接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7的整个周向以及反射镜8的整个面内均形成冷却水通道，进一步优选的可在接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7的下侧均形成进水通道，在接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7的上侧均形成出水通道，在反射镜8内设置连通通道，这样当接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6和反射镜座7相互连接在一起且反射镜8安装于反射镜座7上时，接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6和反射镜座7下侧的进水通道依次连通形成进水冷却通道，接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6和反射镜座7上侧的出水通道依次连通形成出水冷却通道，所述进水冷却通道的进水端连通第一冷却水进口19，所述出水冷却通道的出水端连通第一冷却水出口20，所述进水冷却通道的出水端连通反射镜的连通通道的下端入水口，反射镜的连通通道的上端出水口连通所述出水冷却通道的进水端，这样当冷却水进入第一冷却水进口19后将依次通过接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7、反射镜8、反射镜座7、聚焦镜座6、准直镜座5、接口外罩4和第一冷却水出口20，形成一条完整的循环水回路，对整个结构进行降温延长使用寿命，体积小且外观简洁。进一步的，所述反射镜8内装有涂有密封胶的堵头33，以保证反射镜内部冷却水连通通道的密封性。同时所述连接端盖3、接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7彼此连接之处均设置有第二密封圈30，通过第二密封圈30起到防尘作用，同时在反射镜座7和反射镜8之间设置第三密封圈32，通过第三密封圈32起到防尘作用，从而使激光头的内部结构不会受到深孔工件1加工时内部粉尘大的影响。

进一步优选的，所述反射镜座7的入光端的中心轴线与出光端的中心轴线之间形成的夹角为钝角，反射镜座7的反光端位于其入光端和出光端之间。如前所述，反射镜座7的出光端内部安装有反射镜座内环35，反射镜座的出光端外侧正对所述反射镜座内环35安装有挡光罩9，进一步的在所述反射镜座内环35和挡光罩9之间设置有保护镜抽屉39，所述保护镜抽屉39内装有弹簧密封圈37和保护镜38，且所述保护镜抽屉39通过保护镜固定螺钉40以抽屉抽拉方式安装在反射镜座内环35和挡光罩9之间，所述保护镜固定螺钉40连接于反射镜座7上，所述保护镜38安装于所述保护镜抽屉39上时，保护镜镜面垂直于反射镜座内环35的第一通光孔的中心轴线，且通过所述保护镜将反射镜座内环35的第一通光孔和挡光罩9的第二通光孔相间隔，并通过保护镜对激光头内部形成密封保护。通过拧下保护镜固定螺钉40，抽出保护镜抽屉39可方便的进行保护镜更换。

所述保护气管16固定连接于所述挡光罩9，且所述保护气管16连通于所述挡光罩9内部的第二通光孔，优选的所述保护气管16的出气口从挡光罩9内壁侧部连通于其中的第二通光孔，更优选的所述保护气管的一端与挡光罩侧部一体成型，在挡光罩9的第二通光孔的侧壁面上开设有保护气出口，保护气管16的另一端外接保护气源。通过将挡光罩9上保护气出口位置设于保护镜38和挡光罩9的出光口之间，使得保护气管输送的保护气自保护镜38外侧向挡光罩9出光口方向吹出，能够保护位于挡光罩9出光口位置的熔池不被氧化的同时可有效的防止粉尘进入挡光罩9内。

所述宽光斑送粉头13与送粉管15焊接在一起且通过第二固定螺钉14固定在挡光罩9上，所述送粉管15的粉料出口端连通于宽光斑送粉头13，所述宽光斑送粉头13在挡光罩9上的固定位置可调节，使得宽光斑送粉头13的粉料输出端朝向挡光罩9通光内激光束的聚焦方向，所述宽光斑送粉头13的送粉方向同激光束传输方向，具有向前的倾角，使得粉束12可以到达深孔工件1内壁顶端的根部。所述送粉管15的一端外接送粉器，另一端与宽光斑送粉头13连接，宽光斑送粉头13内部优选的设有均粉机构，可将来自送粉管15的粉束均匀的分成一排多束的粉束12，并输出至激光束在挡光罩外的聚焦点位置（即熔池位置）。

所述光纤母接头23位于接口外罩4内，且光纤母接头23的前端通过螺纹紧固安装于准直镜座5上，所述光纤公接头17的前端插设于光纤母接头23内，并与光纤母接头23紧固连接，所述光纤18固定于光纤公接头17内。在所述光纤公接头17内形成有光纤冷却水通道，且在光纤公接头17上设置有连通其内部冷却水通道的第二冷却水进口21和第二冷却水出口22，通过光纤冷却水通道对光纤公接头及其内的光纤进行冷却。优选的所述光纤公接头17上的冷却水通道与形成于接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7和反射镜8内的冷却水通道串联连接，形成完整的冷却整个熔覆头的冷却水循环回路，优选的连接方式为：所述第一冷却水进口19与第二冷却水出口22通过软管连接，第二冷却水进口21通过软管连接于冷水机循环水出口，第一冷却水出口20通过软管连接于冷水机循环水入口；或者所述第一冷却水出口20与第二冷却水进口21通过软管连接，第一冷却水进口19通过软管连接于冷水机循环水出口，第二冷却水出口22通过软管连接于冷水机循环水入口。

在所述准直镜座5内安装有准直镜片25，优选的通过准直镜片固定环24将准直镜片25固定安装在准直镜座5内，所述准直镜片固定环24通过螺纹连接于准直镜座5。所述光纤18的出光点位于所述准直镜片25的焦点位置。

在所述聚焦镜座6内安装有积分聚焦镜片26，优选的通过聚焦镜固定环27将积分聚焦镜片26固定安装在聚焦镜座6内，所述聚焦镜固定环27通过螺纹连接于聚焦镜座6。

本实用新型所述宽光斑深孔激光熔覆头在使用时，由外接激光器发出的激光束11经光纤18传输后依次透过光纤母接头23、准直镜片25后成为圆形的准平行光束，在透过积分聚焦镜片26后整形聚焦为矩形宽光斑光束，然后被反射镜8反射向反射镜座的出端方向，并从出光端输出，且输出激光束11的束腰与宽光斑送粉头13提供的粉束12在深孔工件1的内壁位置处聚焦，比起传统的圆形光斑，宽光斑效率更高，且通过反射镜座7反光端的角度设计，使得激光束11在反射镜8上的入射角与反射角之和大于垂直角度（90°），也就是激光束的输出中心轴与输入中心轴之间成钝角关系，从而使输出激光束具有向前的倾角，这样激光束11可以到达深孔工件1的内壁顶端的根部位置，如附图1和2所示，实现了宽光斑深孔激光熔覆操作。同时本实用新型所述的宽光斑深孔激光熔覆头中设置有连通装置各部件的循环冷却水通道，可实现循环水依次通过第二冷却水进口21、光纤公接头17、第二冷却水出口22、第一冷却水进口19、接口外罩4、准直镜座5、聚焦镜座6、反射镜座7、反射镜8、反射镜座7、聚焦镜座6、准直镜座5、接口外罩4和第一冷却水出口20，形成一条完整的循环水回路，对整个结构进行降温，可大幅度的延长使用寿命，同时相对于传统冷却方案体积更小且外观更加简洁。

本实用新型提出了一种全新结构的宽光斑深孔激光熔覆头，具有突出的技术效果：所述宽光斑深孔激光熔覆头中所有光学器件全部包裹在冷却水回路中，使用温度恒定，可长时间运行。本实用新型所述宽光斑深孔激光熔覆头的输出激光束可到达深孔工件的内壁顶端根部位置，且到达光斑为长宽比较大的矩形宽光斑，再配上宽光斑送粉头，大大提高了熔覆效率，比起传统的激光束与工件表面垂直、无法熔覆到深孔工件顶端根部的熔覆方案，本实用新型可使激光束和粉束具有向前的倾角，可熔覆到深孔工件的顶端根部，解决了现有深孔激光熔覆技术的发展瓶颈问题，大大提高了激光熔覆头的使用寿命、效率和实用性，具有广阔的推广应用前景。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (10)

1.一种宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，包括：接口外罩（4）、准直镜座（5）、聚焦镜座（6）、反射镜座（7）、反射镜（8）、挡光罩（9）、送粉头、送粉管（15）、保护气管（16）、准直镜片（25）和积分聚焦镜片（26），所述接口外罩（4）、准直镜座（5）和聚焦镜座（6）依次连接，所述反射镜座（7）具有入光端、反光端和出光端，所述聚焦镜座（6）连接于所述反射镜座（7）的入光端，所述反射镜（8）安装于所述反射镜座（7）的反光端，所述挡光罩（9）连接于所述反射镜座（7）的出光端，所述送粉头安装于所述挡光罩（9）上，所述送粉管（15）连接于所述送粉头，所述保护气管（16）连接于所述挡光罩（9），所述准直镜片（25）安装于所述准直镜座（5）内，所述积分聚焦镜片（26）安装于所述聚焦镜座（6）内。

2.根据权利要求1所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，所述接口外罩（4）、准直镜座（5）、聚焦镜座（6）、反射镜座（7）和反射镜（8）的内部均形成有冷却水通道，当所述接口外罩（4）、准直镜座（5）、聚焦镜座（6）、反射镜座（7）和反射镜（8）连接安装在一起时，各部件的冷却水通道相互连通形成完整的第一循环冷却水回路，且在所述接口外罩（4）上开设有连通所述第一循环冷却水回路的第一冷却水进口（19）和第一冷却水出口（20）。

3.根据权利要求2所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，所述接口外罩（4）的后端通过固定螺钉连接于所述准直镜座（5）的前端，且在两者之间装有防水密封圈和防尘密封圈；所述准直镜座（5）的后端通过固定螺钉连接于所述聚焦镜座（6）的前端，且在两者之间装有防水密封圈和防尘密封圈；所述聚焦镜座（6）的后端通过固定螺钉连接于所述反射镜座（7）的入光端，且在两者之间装有防水密封圈和防尘密封圈；所述反射镜（8）通过固定螺钉连接于所述反射镜座（7）的反光端，且在两者之间装有防水密封圈和防尘密封圈；所述接口外罩（4）、准直镜座（5）、聚焦镜座（6）和反射镜座（7）的下侧均形成有第一冷却水通道，所述接口外罩（4）、准直镜座（5）、聚焦镜座（6）和反射镜座（7）的上侧均形成有第二冷却水通道，所述反射镜（8）内形成有第三冷却水通道，当所述接口外罩（4）、准直镜座（5）、聚焦镜座（6）和反射镜座（7）依次连接在一起且所述反射镜（8）连接于所述反射镜座（7）上时，所述接口外罩（4）、准直镜座（5）、聚焦镜座（6）和反射镜座（7）的第一冷却水通道依次连通形成冷却水进水通道，所述接口外罩（4）、准直镜座（5）、聚焦镜座（6）和反射镜座（7）的第二冷却水通道依次连通形成冷却水出水通道，所述冷却水进水通道、第三冷却水通道和冷却水出水通道依次连通形成第一循环冷却水回路，所述第一冷却水进口（19）和第一冷却水出口（20）连通所述第一循环冷却水回路。

4.根据权利要求2或3所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，还包括有：光纤公接头（17）、光纤（18）和光纤母接头（23），所述光纤母接头（23）安装于所述准直镜座（5）上，所述光纤公接头（17）安装于所述光纤母接头（23）内，所述光纤（18）设置于所述光纤公接头（17）内；在所述光纤公接头（17）内形成有第二循环冷却水回路，且在所述光纤公接头（17）上设置有连通所述第二循环冷却水回路的第二冷却水进口（21）和第二冷却水出口（22）；所述第二循环冷却水回路与所述第一循环冷却水回路相互串联，并采用如下连接方式：所述第一冷却水进口（19）与第二冷却水出口（22）通过软管连接，所述第二冷却水进口（21）通过软管连接于冷水机循环水出口，所述第一冷却水出口（20）通过软管连接于冷水机循环水入口；或者所述第一冷却水出口（20）与第二冷却水进口（21）通过软管连接，所述第一冷却水进口（19）通过软管连接于冷水机循环水出口，所述第二冷却水出口（22）通过软管连接于冷水机循环水入口。

5.根据权利要求1-3任一项所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，所述反射镜座（7）的入光端形成有入光通道，所述反射镜座（7）的出光端形成有出光通道，所述入光通道的中心轴线与所述出光通道的中心轴线构成的角度为钝角，激光束经准直镜片（25）和积分聚焦镜片（26）整形后从所述反射镜座（7）的入光通道入射到所述反射镜（8）上，经所述反射镜（8）反射后从所述反射镜座（7）的出光通道输出，且所述激光束在所述反射镜（8）上的入射角与反射角之和大于90°。

6.根据权利要求1-3任一项所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，还包括有保护镜（38）和反射镜座内环（35），所述反射镜座（7）的出光端形成有出光通道，所述反射镜座内环（35）安装于所述出光通道内，所述挡光罩（9）固定连接于所述出光通道的出光口，所述保护镜（38）安装于所述反射镜座内环（35）和所述挡光罩（9）之间。

7.根据权利要求6所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，所述反射镜座内环（35）与出光通道之间设置有密封圈，所述反射镜座内环（35）内开设有第一通光孔，所述挡光罩（9）内形成有第二通光孔，所述第一通光孔的中心轴线与所述第二通光孔的中心轴线共线，且通过所述保护镜（38）将所述第一通光孔和第二通光孔相间隔，所述保护气管（16）在所述挡光罩（9）上的保护气出口位于所述挡光罩（9）的第二通光孔的侧壁；所述反射镜座（7）的入光端形成有入光通道，所述入光通道的中心轴线与所述第一通光孔和第二通光孔的中心轴线构成钝角，沿入光通道的中心轴线入射的激光束被反射镜沿第一通光孔和第二通光孔的中心轴线反射输出。

8.根据权利要求7所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，还包括有保护镜抽屉（39）和弹簧密封圈（37），所述保护镜抽屉（39）以抽屉抽拉方式安装于所述反射镜座内环（35）和所述挡光罩（9）之间，所述弹簧密封圈（37）和保护镜（38）安装于所述保护镜抽屉（39）内，所述保护镜（38）设置于所述弹簧密封圈（37）上。

9.根据权利要求1-3任一项所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，还包括有连接管（2）和连接端盖（3），所述连接管（2）螺纹连接于所述连接端盖（3），所述连接端盖（3）固定连接于所述接口外罩（4）。

10.根据权利要求1-3任一项所述的宽光斑深孔激光熔覆头，其特征在于，所述送粉头为宽光斑送粉头（13），内部设有均粉机构，能够将来自送粉管（15）的粉料均匀地分成一排多束的粉束（12），并输出至激光束在挡光罩外的聚焦位置；所述保护气管（16）与所述挡光罩（9）焊接连接或者一体成型，保护气管（16）的保护气出口连通所述挡光罩（9）的内部空腔。

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