[发明专利]一种多光束环绕中心送丝激光熔覆装置

说明书

本发明涉及一种多光束环绕中心送丝激光熔覆装置，以解决目前激光熔覆时采用金属丝侧面送丝会导致丝材表面受激光能量分布不均匀，而采用多个反射镜进行激光光束汇聚的中心送丝的装置结构复杂且不稳定的技术问题。该装置包括激光系统和激光熔覆头系统；激光系统包括激光发生器和多个激光输出头；激光熔覆头系统包括送丝管和熔覆头；送丝管，用于固定丝材；熔覆头，包括丝材通道和环绕丝材通道圆周均布的多个激光通道；激光通道与激光输出头连接；送丝管穿设于所述丝材通道；丝材通道的延伸线与所述多个激光通道的延伸线交汇于熔覆头下方同一点。本发明提供的装置丝材受热均匀，激光熔覆加工质量高，结构稳定。

技术领域

本发明涉及激光熔覆装置，具体涉及一种多光束环绕中心送丝激光熔覆装置。

背景技术

激光熔覆加工技术是指利用激光能量将具有特殊性能的金属材料进行加热融化，熔融后的材料均匀的涂覆在保护基体的表层，从而增强基体的使用性能、延长使用时间、节约成本等。

目前市场上激光熔覆加工选取的金属材料一般为具有耐磨、防腐、耐高温等特殊性能的金属粉，比如铁基粉、镍基粉、钴基粉等，加工过程中需要先将粉末提前进行烘干除湿气，然后通过送粉器将金属粉沿着特定的通道进行输送。激光熔覆加工的送粉方式可分为预置式送粉和同步送粉两类，其中同步式送粉需要采用气流辅助，确保粉末的流动性和一定的粉流速度。

使用金属粉末进行激光熔覆时，受粉末自身特性及送粉通道结构设计的影响，在实际加工中存有问题：(1)金属粉末在输送过程中，受粉末球形度、干燥度，送粉气流、粉流通道结构等因素影响容易出现堵粉粘粉，表现为送粉管或者送粉通道堵粉不畅通、出粉口粘粉结球堵塞，时常需要停机检查，严重情况下需要更换送粉头。(2)加工过程中部分金属粉末与基体表面碰撞发生弹射无法充分有效利用，且容易造成周边环境的粉尘污染，也增大了加工工艺成本。(3)金属粉末制备流程工艺相对比较复杂，粉末售价较高，以普通的耐腐铁基粉JG-8为例，一平米的激光熔覆加工成本中(水电耗材人工费等)，金属粉末采购成本占整体费用的80％。

公开号为：CN 112372141 A的中国发明专利申请中采用侧面送丝的方式，将送丝嘴与激光熔覆头的中心设计形成一定的夹角，实现了金属丝材替代金属粉用于激光熔覆工艺。但是该专利公开的的送丝方式的主要缺点在于：丝材以一定角度从激光光束外部一侧送入，丝材表面受到的激光能量分布不均匀，丝材在熔池内所得到能量不同，从而激光熔池凝固的形状，表面粗糙度等不同，大大影响工件的熔覆加工质量。

公开号为：CN104289811 A的中国发明专利中公开了一种采用多个反射镜进行光束方向汇聚的设计实现中心送丝，但是该专利公开的方式结构设计复杂，稳定性差，不利于工业中广泛应用。

发明内容

本发明目的在于解决目前激光熔覆时采用金属丝侧面送丝会导致丝材表面受激光能量分布不均匀影响激光熔覆加工的质量，而采用多个反射镜进行激光光束汇聚的中心送丝装置结构复杂且不稳定的技术问题，提出一种多光束环绕中心送丝激光熔覆装置。

本发明的技术方案为：

本发明提供一种多光束环绕中心送丝激光熔覆装置，其特殊之处在于：该装置包括激光系统和激光熔覆头系统；

所述激光系统包括激光发生器和多个激光输出头；

所述激光发生器包括电模块和多个光模块；所述电模块与多个光模块一端连接，光模块与激光输出头数量相同且所述多个光模块另一端与多个激光输出头一一对应连接；

所述激光熔覆头系统包括送丝管和熔覆头；

所述送丝管，用于固定丝材；

所述熔覆头，包括丝材通道和环绕丝材通道圆周均布的多个激光通道；

所述多个激光通道与多个激光输出头一一对应连接；

所述送丝管穿设于所述丝材通道；