CN213652649U - 一种高速激光熔覆头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速激光熔覆头，包括依次连接的熔覆主体、伸缩套及送粉喷头，熔覆主体、伸缩套、送粉喷头的中部贯穿设有相连通的激光通道，熔覆主体的上端设有光纤，光纤插入熔覆主体的激光通道内，熔覆主体上设有保护气通道、激光光路调节组件，以及用于冷却激光光路调节组件的第一冷却通道，保护气通道与激光通道连通，光纤将激光引入激光光路调节组件，第一冷却通道围绕激光光路调节组件设置，送粉喷头上分别设有多条送粉通道、第二冷却通道，送粉喷头的下端设有送粉口和激光出口，送粉口与送粉通道连通，送粉口为环形口，激光出口与激光通道连通。设置多条冷却通道分别对激光光路调节组件、送粉喷头进行冷却，保证长时间的运行要求。

Description

一种高速激光熔覆头

技术领域

本实用新型涉及激光熔覆设备技术领域，具体涉及一种高速激光熔覆头。

背景技术

激光熔覆是一种新的表面改性技术，以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之与基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法。该工艺方法关键在于同步送料，即将激光和被熔材料同步传输至加工成形位置，并使金属材料连续、准确、均匀地投入到加工面上按预定轨迹作扫描运动的聚焦光斑内，实现光料准确耦合。

现有的激光熔覆头存在送料不均匀，熔覆头易过热的问题。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种高速激光熔覆头，包括依次连接的熔覆主体、伸缩套及送粉喷头，所述熔覆主体、伸缩套、送粉喷头的中部贯穿设有相连通的激光通道，所述熔覆主体的上端设有用于连接激光器的光纤，所述光纤插入熔覆主体的激光通道内，所述熔覆主体上设有保护气通道、激光光路调节组件，以及用于冷却激光光路调节组件的第一冷却通道，所述保护气通道与激光通道连通，所述光纤将激光引入激光光路调节组件，所述第一冷却通道围绕激光光路调节组件设置，所述送粉喷头上分别设有多条送粉通道、第二冷却通道，所述送粉喷头的下端设有送粉口和激光出口，所述送粉口与送粉通道连通，所述送粉口为设置在激光出口外侧的环形口，所述激光出口与激光通道连通，所述保护气通道与送气系统连接，所述送粉通道与送粉器连接，所述第一冷却通道、第二冷却通道分别与水冷系统连接。

进一步地，多条所述送粉通道围绕送粉喷头内的激光通道呈环形分布在送粉喷头上。

进一步地，所述送粉喷头的下端为锥体结构。

进一步地，所述激光光路调节组件包括依次间隔设置的第一保护镜片、准直镜片、聚焦镜片及第二保护镜片，所述激光通道内安装有上保护镜架和下保护镜架，所述第一保护镜片、准直镜片及聚焦镜片安装在上保护镜架上，所述第二保护镜片安装在下保护镜架上。

进一步地，所述第一保护镜片、准直镜片、聚焦镜片及第二保护镜片为高抗反光镜片。

进一步地，所述伸缩套与送粉喷头螺纹连接。

与现有技术比较本实用新型技术方案的有益效果为：

本实用新型提供的一种高速激光熔覆头，通过设置多条冷却通道分别对激光光路调节组件、送粉喷头进行冷却，保证熔覆头长时间的运行要求；多条送粉通道与环形送粉口配合连接，环形送粉的方式保证了送粉效率，且送粉比较均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种高速激光熔覆头的立体图。

附图标记如下：

1、熔覆主体，2、伸缩套，3、送粉喷头，3a、送粉口，3b、激光出口，4、激光通道，5、光纤，6、保护气通道，7、激光光路调节组件，8、第一冷却通道，9、送粉通道，10、第二冷却通道，11、第一保护镜片，12、准直镜片，13、聚焦镜片，14、第二保护镜片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

请参阅图1所示，本实用新型提供的一种高速激光熔覆头，包括依次连接的熔覆主体1、伸缩套2及送粉喷头3，熔覆主体1、伸缩套2、送粉喷头3的中部贯穿设有相连通的激光通道4，熔覆主体1的上端设有用于连接激光器的光纤5，光纤5插入熔覆主体1的激光通道内，熔覆主体1上设有安装有保护气通道6、激光光路调节组件7，以及用于冷却激光光路调节组件7的第一冷却通道8，保护气通道6与激光通道4连通，光纤5将激光引入激光光路调节组件7，激光光路调节组件7安装在激光通道内，第一冷却通道8围绕激光光路调节组件7设置，送粉喷头3上分别设有多条送粉通道9、第二冷却通道10，送粉喷头3的下端设有送粉口3a和激光出口3b，送粉口3a与送粉通道9连通，送粉口3a为设置在激光出口3b外侧的环形口，激光出口3b与激光通道4连通，保护气通道6与送气系统连接，送粉通道9与送粉器连接，第一冷却通道8、第二冷却通道10分别与水冷系统连接。

具体的，伸缩套2可微调送粉喷头3的高度，伸缩套2与送粉喷头3螺纹连接，方便安装及拆卸。送粉喷头3的下端为锥体结构，便于快速送粉及冷却。保护气通道6设置在伸缩套2的中心，通过激光熔覆头内部压缩直达激光束熔池中心，可以对工件熔覆表面进行良好的保护，冷却通道能有效将熔覆主体1及送粉喷头3内的热量带走。第一冷却通道8、第二冷却通道10上连接有多个冷却接头，便于冷却水循环出入。多条送粉通道9围绕送粉喷头3内的激光通道呈环形分布在送粉喷头3上，并通过环形送粉，保证大流量的粉末均匀送到激光束中心，粉末利用率最高可达98％，有效节约了成本。

具体的，第二冷却通道10环绕送粉喷头3内的激光通道4设置，保证均匀冷却送粉喷头3。

优选地，激光光路调节组件7包括依次间隔设置的第一保护镜片11、准直镜片12、聚焦镜片13及第二保护镜片14，激光通道4内安装有上保护镜架和下保护镜架，第一保护镜片11、准直镜片12及聚焦镜片13安装在上保护镜架上，第二保护镜片14安装在下保护镜架上。

激光通过光纤5传输到激光通道4，通过准直镜片12保持激光的准直性，然后通过聚焦镜片13集中激光能量，产生高能量激光束，第一保护镜片11用于保护准直镜片12不易损坏，第二保护镜片14用于保护聚焦镜片13。

具体的，第一保护镜片11、准直镜片12、聚焦镜片13及第二保护镜片14为高抗反光镜片，能有效保护光纤5不被激光反光烧坏。

激光熔覆过程如下：同时启动激光器、送粉器、送气系统及水冷系统，通过激光器向激光光路调节组件7提供激光束，水冷系统向熔覆主体1、送粉喷头3提供冷却水，通过送粉器给送粉喷头3输送激光熔覆所需的金属合金粉末，激光束经激光光路调节组件7对送粉通道9内的粉末进行加热，落入工件表面上的金属合金粉末因受热熔覆在工件表面，直达激光束熔池中心的保护气体对工件熔覆表面进行保护。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种高速激光熔覆头，其特征在于：包括依次连接的熔覆主体(1)、伸缩套(2)及送粉喷头(3)，所述熔覆主体(1)、伸缩套(2)、送粉喷头(3)的中部贯穿设有相连通的激光通道(4)，所述熔覆主体(1)的上端设有用于连接激光器的光纤(5)，所述光纤(5)插入熔覆主体(1)的激光通道内，所述熔覆主体(1)上设有保护气通道(6)、激光光路调节组件(7)，以及用于冷却激光光路调节组件(7)的第一冷却通道(8)，所述保护气通道(6)与激光通道(4)连通，所述光纤(5)将激光引入激光光路调节组件(7)，所述第一冷却通道(8)围绕激光光路调节组件(7)设置，所述送粉喷头(3)上分别设有多条送粉通道(9)、第二冷却通道(10)，所述送粉喷头(3)的下端设有送粉口(3a)和激光出口(3b)，所述送粉口(3a)与送粉通道(9)连通，所述送粉口(3a)为设置在激光出口(3b)外侧的环形口，所述激光出口(3b)与激光通道(4)连通，所述保护气通道(6)与送气系统连接，所述送粉通道(9)与送粉器连接，所述第一冷却通道(8)、第二冷却通道(10)分别与水冷系统连接。

2.如权利要求1所述的高速激光熔覆头，其特征在于：多条所述送粉通道(9)围绕送粉喷头(3)内的激光通道呈环形分布在送粉喷头(3)上。

3.如权利要求1或2所述的高速激光熔覆头，其特征在于：所述送粉喷头(3)的下端为锥体结构。

4.如权利要求1所述的高速激光熔覆头，其特征在于：所述激光光路调节组件(7)包括依次间隔设置的第一保护镜片(11)、准直镜片(12)、聚焦镜片(13)及第二保护镜片(14)，所述激光通道(4)内安装有上保护镜架和下保护镜架，所述第一保护镜片(11)、准直镜片(12)及聚焦镜片(13)安装在上保护镜架上，所述第二保护镜片(14)安装在下保护镜架上。

5.如权利要求4所述的高速激光熔覆头，其特征在于：所述第一保护镜片(11)、准直镜片(12)、聚焦镜片(13)及第二保护镜片(14)为高抗反光镜片。

6.如权利要求1所述的高速激光熔覆头，其特征在于：所述伸缩套(2)与送粉喷头(3)螺纹连接。

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