[发明专利]一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构

说明书

本发明属于激光熔覆技术领域，具体涉及一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，包括准直镜组、偏心反射镜、偏心反射环和送粉装置；准直镜组用于将入射光准直，偏心反射镜用于将准直后的光线反射至偏心反射环，偏心反射环用于将偏心反射镜反射的光线反射至工作面上形成空心的环形光斑，使送粉装置的送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠。本发明的送粉结构依次通过偏心反射镜和偏心反射环将光线反射至工作面，形成空心的环形光斑，送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠，使得送出的粉末位于光斑的中心，大大提高粉末利用率，还可以有效减少中间空心部分的激光能量，避免损坏基材，提高激光熔覆质量。

技术领域

本发明属于激光熔覆技术领域，具体涉及一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构。

背景技术

激光熔覆是通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高密度的激光束与基材表面一起熔凝，在表面形成与基材冶金结合的添料熔覆层。显著改善基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性，从而达到表面改性或修复的目的。

目前市场上多采用堆焊、喷涂、电镀技术，就是利用电解原理在某些金属表面镀上其它金属或合金薄层，效率低，消耗大。其中的电镀，由于其产生的污染量大、污染物种类复杂、毒性强，已被列为是全球三大污染工业（电镀行业、电池行业、金属治炼行业）之一。

现有的激光熔覆中，多采用外围送粉结构，粉末利用率低，通常仅能达到30-50%，不仅导致严重的浪费，而且实心光斑通常中心能量非常高，容易损坏基材，成品一致性也低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，该送粉结构通过偏心反射镜将准直后的光线反射至偏心反射环，再由偏心反射环将光线反射至工作面，形成所需的空心的环形光斑，而送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠，使得送出的粉末位于光斑的中心，大大提高粉末利用率，此外，可以有效减少中间空心部分的激光能量，避免损坏基材，提高激光熔覆质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种激光熔覆头用环形光斑中心送粉结构，包括准直镜组、偏心反射镜、偏心反射环和送粉装置；所述准直镜组用于将入射光准直，所述偏心反射镜用于将准直后的光线反射至偏心反射环，所述偏心反射环用于将偏心反射镜反射的光线反射至工作面上形成空心的环形光斑，使所述送粉装置的送粉位置完全位于环形光斑内的空心部分或与环形光斑部分重叠。

作为优选，上述送粉装置包括固定连接的合粉器和送粉嘴，所述合粉器用于将粉体混合并送入送粉嘴，所述送粉嘴用于将粉体送至工作位置。

作为优选，上述合粉器包括合粉器本体和至少两个设置在合粉器本体的外侧壁上的合粉杆，所述合粉器本体的中心设有合粉孔，所述合粉孔包括上方直径较大的大孔和下方直径较小的小孔，所述合粉杆内设有合粉通道，所述合粉通道与大孔连通，用于将粉体送入大孔进行混合，并经小孔送入送粉嘴。

作为优选，上述偏心反射镜呈锥形，所述锥形的侧面为偏心反射镜的外反射面，所述外反射面包括至少两个均匀分布的子外反射面，所述子外反射面围合而成的锥形的底面为非圆形，使光线经偏心反射镜反射后，相邻两个子外反射面之间形成部分无光区域；所述合粉杆位于相邻两个子外反射面的接缝处。

作为优选，上述偏心反射环的内部从下到上逐渐缩小，形成内反射面，所述内反射面包括若干个与子外反射面对应的子内反射面，每个所述子内反射面均为抛物面，使各个子内反射面反射出的光线可以在工作面上围合成所需的环形光斑。

作为优选，上述子内反射面围合而成的底面也为非圆形，使光线经偏心反射环反射后，相邻两个子内反射面之间形成部分无光区域，并使所述合粉杆刚好位于无光区域内。

作为优选，上述偏心反射镜为五段式圆锥反射镜，所述合粉器本体上均匀设置五个合粉杆。