本發(fā)明涉及激光熔覆領(lǐng)域，特別涉及一種光斑可調(diào)激光熔覆頭。

背景技術(shù)：

在激光熔覆過程中，當(dāng)激光功率、掃描速度和送粉率一定時，隨著光斑直徑增加，激光比能量會逐漸減小，而熔覆層的裂紋率卻逐漸增加，開裂傾向增加。但另一方面，隨著激光光斑直徑的增大，會減少熔覆道次，勻化熔覆能量，降低熔覆層的稀釋率，增加熔覆層的硬度，提高熔覆層的表面質(zhì)量；而且，隨著激光光斑直徑的增大，也能夠提高熔覆速率。因此，在激光熔覆過程中，針對不同的基體與熔覆材料，應(yīng)選用不同的最佳光斑直徑，使得熔覆層既沒有裂紋的出現(xiàn)，也可以保證最佳的熔覆效果和熔覆速率。目前的激光熔覆頭，光斑直徑的調(diào)節(jié)只能依靠激光熔覆頭與熔覆工件距離的改變，但激光熔覆頭與熔覆工件的距離改變會導(dǎo)致送粉聚焦點的改變，從而影響熔覆質(zhì)量。因此，在不改變激光熔覆頭與熔覆工件距離的前提下，來進行光斑直徑的調(diào)節(jié)，成為亟需解決的技術(shù)問題。

光斑形狀的不同能使所獲得的熔覆層形貌和力學(xué)性能存在較大差別。在大功率激光熔覆過程中，往往還需要改變激光光斑的形狀，即把激光束變換成矩形光斑或者帶狀光斑。矩形光斑與帶狀光斑功率密度分布均勻，同時輸給工件的能量相同，能夠保證更好的熔覆質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種光斑可調(diào)激光熔覆頭，可實現(xiàn)熔覆光斑大小與形狀的調(diào)節(jié)。

一種光斑可調(diào)激光熔覆頭，包括激光通道、減速機、伺服電機、圓盤式平面反射鏡、45o直角平面反光鏡、熔覆頭主體、出光口，還包括聚焦鏡、積分鏡、積分鏡固定支架、積分鏡旋轉(zhuǎn)軸、聚焦鏡鎖緊開關(guān)、積分鏡鎖緊開關(guān)。

進一步地，聚焦鏡通過聚焦鏡鎖緊開關(guān)連接于熔覆頭主體，并可隨著聚焦鏡鎖緊開關(guān)的開閉，在熔覆頭主體內(nèi)做自由滑動。

進一步地，聚焦鏡可以通過聚焦鏡鎖緊開關(guān)，鎖死于熔覆頭主體內(nèi)的某一固定位置。

進一步地，積分鏡固定支架通過積分鏡鎖緊開關(guān)連接于熔覆頭主體，并可隨著積分鏡鎖緊開關(guān)的開閉，在熔覆頭主體內(nèi)做自由滑動。

進一步地，積分鏡固定支架可以通過積分鏡鎖緊開關(guān)，鎖死于熔覆頭主體內(nèi)的某一固定位置。

進一步地，積分鏡通過積分鏡旋轉(zhuǎn)軸連接于積分鏡固定支架上，并可繞積分鏡旋轉(zhuǎn)軸做180o旋轉(zhuǎn)。

進一步地，積分鏡可以通過積分鏡旋轉(zhuǎn)軸，鎖死于水平位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

（1）聚焦鏡位置可調(diào)，故而便于選擇具有最佳熔覆效果的光斑直徑；

（2）聚焦鏡位置可調(diào)，可根據(jù)實際熔覆需求，改變光斑直徑，實現(xiàn)大光斑與小光斑之間的任意切換；

（3）可根據(jù)光斑形狀的具體需求，改變積分鏡所處的位置，實現(xiàn)圓形光斑與矩形光斑之間的任意切換。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1——激光通道；2——減速機；3——伺服電機；4——圓盤式平面反射鏡；5——45度直角平面反光鏡；6——聚焦鏡；7——熔覆頭主體；8——積分鏡；9——積分鏡固定支架；10——積分鏡旋轉(zhuǎn)軸；11——聚焦鏡鎖緊開關(guān)；12——積分鏡鎖緊開關(guān)；13——出光口。

具體實施方式

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種光斑可調(diào)激光熔覆頭，包括激光通道1、減速機2、伺服電機3、圓盤式平面反射鏡4、45o直角平面反光鏡5、聚焦鏡6、熔覆頭主體7、積分鏡8、積分鏡固定支架9、積分鏡旋轉(zhuǎn)軸10、聚焦鏡鎖緊開關(guān)11、積分鏡鎖緊開關(guān)12、出光口13。

實施例一：圓形光斑熔覆。

其步驟如下：

（1）旋轉(zhuǎn)積分鏡旋轉(zhuǎn)軸10，使得積分鏡8處于光束不經(jīng)過的側(cè)邊位置；

（2）根據(jù)實際熔覆需要，打開聚焦鏡鎖緊開關(guān)11，調(diào)節(jié)聚焦鏡6在熔覆頭主體7內(nèi)所處的位置，直至得到最佳的光斑直徑。若需要獲得較小直徑的熔覆光斑，則使得聚焦鏡6處于熔覆頭主體7的偏上位置；若需要獲得較大直徑的熔覆光斑，則使得聚焦鏡6處于熔覆頭主體7的偏下位置；

（3）關(guān)閉聚焦鏡鎖緊開關(guān)11，使得聚焦鏡6固定于熔覆頭主體7內(nèi)的某一位置。

實施例二：矩形光斑熔覆。

其步驟如下：

（1）旋轉(zhuǎn)積分鏡旋轉(zhuǎn)軸10，使得積分鏡8處于光束經(jīng)過的中央位置；

（2）根據(jù)實際熔覆需要，打開聚焦鏡鎖緊開關(guān)11，調(diào)節(jié)聚焦鏡6在熔覆頭主體7內(nèi)所處的位置，直至得到最佳的光斑直徑；也可打開積分鏡鎖緊開關(guān)12，調(diào)節(jié)積分鏡8在熔覆頭主體7內(nèi)所處的位置，直至得到最佳的光斑直徑；

（3）關(guān)閉聚焦鏡鎖緊開關(guān)11（或積分鏡鎖緊開關(guān)12），使得聚焦鏡6（或積分鏡8）固定于熔覆頭主體7內(nèi)的某一位置。

雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。