[发明专利]一种高效双光束光内同轴送粉熔覆头光路结构及加工方法

权利要求书

1.一种高效双光束光内同轴送粉熔覆头光路结构，其特征在于：包括第一凸透镜、第一反射镜、分光棱镜、第二反射镜、锥镜、分光扩束单元、第五反射镜、聚束单元、第二凸透镜以及第三凸透镜，其中第一凸透镜接收第一道激光光束，输出汇聚光至分光棱镜，分光棱镜输出两束光，第一束光经第一反射镜并由第三凸透镜汇聚形成实心光斑，第二束光进入第二反射镜；第二反射镜还接收另一道激光光束即第二道激光光束，经锥镜反射后与第二束光混合进入分光扩束单元；分光扩束单元输出的光线经第五反射镜、聚束单元以及第二凸透镜后，输出中空光斑。

2.根据权利要求1所述的高效双光束光内同轴送粉熔覆头光路结构，其特征在于：所述第二反射镜为空心圆柱形反射镜，内部包括两个互通且垂直的空心圆柱形光通道，外部为反射面，两个互通且垂直的空心圆柱形光通道分别与反射面成30～60°角，且在反射面处形成一个通孔。

3.根据权利要求1所述的高效双光束光内同轴送粉熔覆头光路结构，其特征在于：所述分光扩束单元包括第一棱镜和第三、四反射镜，其中第三、四反射镜对称设置于第一棱镜两侧，第一棱镜接收由第二反射镜输出的混合光，经第三、四反射镜反射后进入第五反射镜。

4.根据权利要求1所述的高效双光束光内同轴送粉熔覆头光路结构，其特征在于：所述聚束单元包括第二棱镜，第六反射镜和第七反射镜，其中第六反射镜和第七反射镜对称分设于第二棱镜两侧。

5.根据权利要求4所述的高效双光束光内同轴送粉熔覆头光路结构，其特征在于：所述第五反射镜、聚束单元的第二棱镜以及第二凸透镜均设有通孔，各通孔在竖直方向同轴设置。

6.根据权利要求1～5中任何一项所述的高效双光束光内同轴送粉熔覆头光路加工方法，其特征在于包括以下步骤：

1)激光器上电，采用光内同轴送粉方式，利用双光束光内同轴送粉熔覆头使激光器输出的激光经第一凸透镜入射到分光棱镜分成前后两道光束；

2)位于前方的第一束光通过双光束光内同轴送粉熔覆头光路束形成中空的正方形光斑，使激光光斑大于粉斑，增大熔池尺寸；

3)通过双光束光内同轴送粉熔覆头光路，使位于后方的第二束光反射成实心的正方形光斑进行二次扫描，减少因送粉量过大造成的熔合不良夹杂气孔成形缺陷；

还包括以下步骤：

加工开始前，调整双光斑之间距离；

利用自动遮光板，在起始、转向以及扫描路线末端进行选择性遮光；

对多输入光路进行前后双光斑光束功率调整，便于控制成形质量。