[发明专利]一种实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法

权利要求书

1.一种实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将激光分为环形光，经过聚焦后形成偏焦环形光斑，作用于基体表面；

其中，所述步骤一中，通过分光镜将激光分为环形光，环形光经过反射镜再次聚焦后成偏焦环形光斑；所述反射镜包括圆锥反射镜和环形离轴抛物聚焦镜，所述圆锥反射镜面对所述环形光设置，所述环形离轴抛物聚焦镜与所述圆锥反射镜相对并同轴设置；

所述步骤一中通过水平偏移环形离轴抛物聚焦镜，改变母抛物线的焦点位置，采用正离焦工艺，在正离焦量的工作平面上形成直径变大但占空比变小的环形光斑或实心工作光斑，使粉末经过激光焦点受热充分后再进入基体表面的熔池中；

步骤二、进行基体表面熔覆时，根据不同的材料，选择激光参数；

步骤三、喷粉管竖直向下，进行出粉；

步骤四、进行激光扫描，每当熔覆完一道之后，沿激光扫描速度的垂直方向移动光斑直径的20～80％；

步骤五、根据不同的涂层厚度要求，重复步骤二至四；

步骤六、熔覆过程中为了防止熔覆层氧化，选取保护气进行保护，同时保护气吹向在空中熔化的粉末，使空中熔化的粉末具有一定的速度喷向基体表面，使得熔覆层与基体之间的结合牢固；

步骤七、在基体表面进行涂层熔覆。

2.根据权利要求1所述的实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法，其特征在于：所述步骤二中，激光参数包括激光功率、离焦量和光斑直径，所述激光功率为0.8KW～4KW，所述离焦量为0～+3，所述光斑直径为1mm～3.8mm。

3.根据权利要求1所述的实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法，其特征在于：所述步骤三中，所述喷粉管居中设置，所述喷粉管的送粉速率为10～50g/min，所述喷粉管的出粉口距离激光焦点5～10mm，粉末粒度为18～53μm。

4.根据权利要求1所述的实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法，其特征在于：所述步骤四中，激光扫描速度为0.15～0.6m/s。

5.根据权利要求1所述的实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法，其特征在于：所述步骤六中，保护气采用稀有气体，保护气采用0.1～0.3bar。

6.根据权利要求5所述的实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法，其特征在于：所述保护气为氮气或氩气。

7.根据权利要求1所述的实现环形中空偏焦激光的高速熔覆方法，其特征在于：所述步骤七中，所述基体为管材，喷头位于所述管材正上方沿管材轴线方向持续移动，形成螺纹搭接熔覆层；

或者所述基体为竖直平面，所述喷头在竖直平面上进行高速熔覆生成表面涂层；

或者所述基体非规则曲面，所述喷头在所述非规则曲面进行自由成形。