[发明专利]一种含分束镜的可预热回火的激光熔覆头及加工方法

权利要求书

1.一种含分束镜的可预热回火的激光熔覆头，其特征在于：包括光纤，壳体，喷嘴，光路系统；所述的壳体顶端设有光纤，壳体的底端设有喷嘴；所述的光路系统位于壳体及喷嘴内；高能激光通过光纤向壳体内射入激光束，该激光束通过光路系统折射成预热回火激光束与加工激光束；所述的喷嘴中心设有送粉通道；预热回火激光束、加工激光束及送粉通道的出粉点汇聚成一点。

2.根据权利要求1所述的含分束镜的可预热回火的激光熔覆头，其特征在于：所述的光路系统包括准直镜、分束镜、全反射镜、加工聚焦镜、若干个预热回火聚焦镜；

所述的喷嘴内还设有加工激光通道，预热回火激光通道；所述的加工激光通道与预热回火激光通道分别位于送粉通道的两侧，加工激光通道与预热回火激光通道的底端向送粉通道的底端靠拢，加工激光通道与预热回火激光通道成V形设置；

所述的加工激光通道的上方设有准直镜及分束镜；加工激光通道内设有聚焦镜安装槽一，聚焦镜安装槽一内设有加工聚焦镜；准直镜、分束镜及加工聚焦镜的中心轴向与加工激光通道的中心轴线保持一致；

所述的预热回火激光通道的上方设有全反射镜，预热回火激光通道内设有若干个聚焦镜安装槽二，聚焦镜安装槽二内分别设有预热回火聚焦镜；

所述的分束镜的面向准直镜的一端面向全反射镜倾斜；全反射镜面向预热回火激光通道向全反射镜端面倾斜。

3.根据权利要求2所述的含分束镜的可预热回火的激光熔覆头，其特征在于：高能激光由光纤形成入射激光束射入准直镜中，准直镜射出的光路为平行激光束，平行激光束经过分束镜形成加工激光束，加工激光束射入加工激光通道；

部分平行激光束经过分束镜发生分束形成分束反射激光束，分束反射激光束由全反射镜反射形成预热回火激光束；预热回火激光束射入预热回火激光通道。

4.根据权利要求2或3所述的含分束镜的可预热回火的激光熔覆头，其特征在于：所述平行激光束与分束镜之间的夹角为α，该夹角α为锐角；所述全反射镜与分束反射激光束之间的夹角为β，该夹角β为锐角；

所述若干个预热回火聚焦镜由一个聚焦镜或者两个及两个以上不同类型的聚焦镜同轴设置组成；预热回火激光束与加工激光束的加工聚焦点为同一聚焦点。

5.根据权利要求2或3所述的含分束镜的可预热回火的激光熔覆头，其特征在于：所述的加工激光束作用在工件表面为小光斑，预热回火激光束作用在加工件表面为大光斑，预热回火激光束通过预热回火聚焦镜控制光斑的形状与尺寸。

6.根据权利要求1所述的含分束镜的可预热回火的激光熔覆头，其特征在于：所述的送粉通道的截面成锥形。

7.根据权利要求3所述的含分束镜的可预热回火的激光熔覆头，其特征在于：所述的加工激光束的功率大于分束反射激光束的功率。

8.利用权利要求1至7所述的含分束镜的可预热回火的激光熔覆头的加工方法，其特征在于：将激光熔覆头与加工工件置于加工位，启动激光熔覆头；

在激光熔覆头前进方向上，利用低功率的预热回火激光束以大光斑先对工件表面待加工点进行预热；

利用高功率的加工激光束对已预热的工件表面正式进行加工；

在熔覆头后退方向上，低功率的预热回火激光束对刚刚形成的熔覆层进行去应力回火；加工完成。