1.一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,所述设备包括:激光器(1)、起偏器(2)、第一偏振补偿器(3)、第一偏振分束棱镜(4)、第二偏振补偿器(5)、第二偏振分束棱镜(6)、反射镜(7)、缓冷聚焦镜(8)、同轴送粉喷头(9)、预热聚焦镜(10);
其中,所述起偏器(2)、所述第一偏振补偿器(3)、所述第一偏振分束棱镜(4)、所述第二偏振补偿器(5)、所述第二偏振分束棱镜(6)、所述反射镜(7)由近至远依次设置于所述激光器(1)水平射出的激光光路上;所述缓冷聚焦镜(8)、所述同轴送粉喷头(9)、所述预热聚焦镜(10)分别位于所述第一偏振分束棱镜(4)、所述第二偏振分束棱镜(6)、所述反射镜(7)正下方,并且与所述激光器(1)水平射出的激光光路垂直;
所述第一偏振补偿器(3)和所述第一偏振分束棱镜(4)构成一级分光系统,首先所述第一偏振补偿器(3)改变入射光束的偏振态,然后所述第一偏振分束棱镜(4)产生两束彼此分开的、振动方向相互垂直的线偏振光,其中,一束沿水平的原光路方向继续传播;另外一束与原光路方向垂直,通过所述缓冷聚焦镜(8)聚焦到工件(11)的基材上用于激光熔覆的缓冷;
所述第二偏振补偿器(5)、所述第二偏振分束棱镜(6)、所述反射镜(7)构成二级分光系统,首先所述第二偏振补偿器(5)改变入射光束的偏振态,然后所述第二偏振分束棱镜(6)产生两束彼此分开的、振动方向相互垂直的线偏振光,其中,一束沿水平的原光路方向继续传播,经所述反射镜(7)反射后垂直旋转90度,在所述预热聚焦镜(10)聚焦下用于预热处理;另外一束与原光路方向垂直,经聚焦后作用在工件(11)的基材表面形成的熔池用于熔覆处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,
所述第一偏振补偿器(3)和所述第二偏振补偿器(5)均包括可移动的长光楔和固定位置的短光楔,使用千分尺移动长光楔可调整长光楔和固定短光楔相对位置,进而调节延迟量以改变光束偏振态,不同偏振态的光束对应的功率大小随着偏振态变化而变化。
3.根据权利要求1所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,
所述激光器(1)采用Nd:YAG半导体泵浦固体激光器,波长为1064nm,最大输出功率为10KW,输出功率大小可调。
4.根据权利要求1所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,
所述反射镜(7)与所述激光器(1)输出激光的原光路呈45度。
5.根据权利要求3所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,
所述缓冷聚焦镜(8)由两片式透镜构成,两片透镜都镀有1064nm波长激光增透膜,将所述激光器(1)输出的缓冷激光聚焦到工件(11)的基材表面,焦距为160mm。
6.根据权利要求3所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,
所述预热聚焦镜(10)由两片式透镜构成,两片透镜都镀有1064nm波长激光增透膜,将所述激光器(1)输出的预热激光聚焦到工件(11)的基材表面,焦距为160mm。
7.根据权利要求1所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,
所述二级分光系统中垂直原光路的反射光聚焦后作用在工件(11)的基材表面形成的熔池,自动送粉器的所述同轴送粉喷头(9)将合金粉末吹入熔池内,熔化的合金粉末在基材表面铺开,当激光束运动移开后,熔覆层快速凝固并结晶形成涂层。
8.根据权利要求3所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,
所述第一偏振分束棱镜(4)和所述第二偏振分束棱镜(6)的三面均镀有1064nm波长激光增透膜。