宽光斑激光喷涂头的制作方法

本实用新型涉及激光熔覆技术领域，尤其涉及一种宽光斑激光喷涂头。

背景技术：

激光喷涂设备类似激光熔覆设备，区别为，熔覆可以达到数毫米的厚度，熔覆轨迹面积由光斑和送粉口大小决定，表面粗糙且有一定的起伏；喷涂厚度在一毫米以内，表面较均匀平整，喷射的面积大。

常规的熔覆设备，无论是同轴压力送粉还是旁轴重力送粉，都是激光光束(或激光器)在中间，周边搭配送粉头。旁轴重力送粉对粉末的利用率高，但行走方向单一；同轴压力送粉，需要惰性气体作为载体，周边一圈为送粉通道，粉末有一定的扩散度，利用率相对低，但适合机械手操持，应用于更多异型件。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种宽光斑激光喷涂头。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种宽光斑激光喷涂头，其特征在于：包括压力送粉器、两个叠阵激光器、调节架、扩束镜组、保护镜以及壳体；所述压力送粉器固定在壳体的中部，压力送粉的送粉口穿过所述壳体的内部从下部露出，两个叠阵激光器分别位于压力送粉器的竖直轴线两侧，并分别通过所述调节架安装在所述壳体内部，所述扩束镜组为两套，分别固定在壳体上并位于叠阵激光器的出光口下方，所述保护镜为两块，分别固定在所述壳体的底部，并位于光束的行进方向。

优选地，所述壳体的一侧设有与机械手连接的法兰。

优选地，所述两个叠阵激光器、扩束镜组以及壳体均有水冷保护。

本实用新型的有益效果是:相对于现有结构，在矩形送粉口的前后各安装一个叠阵激光器，叠阵激光器发出矩形的光束，光斑的大小与粉束的大小相匹配。两束矩形激光束在一定距离会焦，把中间的粉末包围起来。粉末形成一种喷雾状的熔融态熔覆到工件基材表面，不会有未熔化的粉末大面积散落，粉末利用率高，稀释率低，喷射的面积大，工作效率也高，工件吸收热量更低，但厚度较薄。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1所示，一种宽光斑激光喷涂头，包括压力送粉器1、两个叠阵激光器2、调节架3、扩束镜组4、保护镜5以及壳体6；所述压力送粉器固定在壳体的中部，压力送粉的送粉口12穿过所述壳体的内部从下部露出，两个叠阵激光器分别位于压力送粉器的竖直轴线两侧，并分别通过所述调节架安装在所述壳体内部，所述扩束镜组为两套，分别固定在壳体上并位于叠阵激光器的出光口下方，叠阵激光器发出类准直的激光束7，下方安装一扩束镜组，激光束经过扩束镜组，光束被压缩，光束被调成合适的矩形光斑8。

所述保护镜为两块，分别固定在所述壳体的底部，并位于光束的行进方向。送粉口两端布置两个叠阵激光器，叠阵激光器安装在调节架上，调节架采用现有的调节架即可，预先调节激光束的会聚位置。叠阵激光器发出矩形的光束，光斑的大小与粉束的大小相匹配。两束矩形激光束在一定距离会焦，把中间的粉末包围起来。粉末9形成一种喷雾状的熔融态10熔覆到工件基材表面，不会有未熔化的粉末大面积散落。

本装置中叠阵激光器、扩束镜组以及壳体均有水冷保护，壳体外部的保护镜对壳体内部起到密封的作用，确保其在恒温、恒湿洁净的条件下工作。

激光器的位置可以是由两个叠阵组成的直出光激光器，也可以是光纤耦合半导体激光器的光纤接口，通过光纤传导过来的激光束。

为了便于将本装置固定在机械手上，所述壳体的一侧设有与机械手连接的法兰11。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种宽光斑激光喷涂头，其特征在于：包括压力送粉器、两个叠阵激光器、调节架、扩束镜组、保护镜以及壳体；所述压力送粉器固定在壳体的中部，压力送粉的送粉口穿过所述壳体的内部从下部露出，两个叠阵激光器分别位于压力送粉器的竖直轴线两侧，并分别通过所述调节架安装在所述壳体内部，所述扩束镜组为两套，分别固定在壳体上并位于叠阵激光器的出光口下方，所述保护镜为两块，分别固定在所述壳体的底部，并位于光束的行进方向。

2.根据权利要求1所述的宽光斑激光喷涂头，其特征在于：所述壳体的一侧设有与机械手连接的法兰。

3.根据权利要求1所述的宽光斑激光喷涂头，其特征在于：所述两个叠阵激光器、扩束镜组以及壳体均有水冷保护。

技术总结
本实用新型涉及激光熔覆技术领域，尤其涉及一种宽光斑激光喷涂头，包括压力送粉器、两个叠阵激光器、调节架、扩束镜组、保护镜以及壳体；所述压力送粉器固定在壳体的中部，压力送粉的送粉口穿过所述壳体的内部从下部露出，两个叠阵激光器分别位于压力送粉器的竖直轴线两侧，并分别通过所述调节架安装在所述壳体内部，所述扩束镜组为两套，分别固定在壳体上并位于叠阵激光器的出光口下方，所述保护镜为两块，分别固定在所述壳体的底部，并位于光束的行进方向。在矩形送粉口的前后各安装一个叠阵激光器，粉末利用率高，稀释率低，喷射的面积大，工作效率也高，工件吸收热量更低，但厚度较薄。

技术研发人员：兰晋
受保护的技术使用者：天津危伏智能装备有限公司
技术研发日：2019.12.19
技术公布日：2020.08.25