CN208649468U - 一种激光熔覆头 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光加工技术领域，公开了一种激光熔覆头。其包括依次连接的光纤连接组件、准直镜组件、聚焦镜调焦组件、喷嘴调节组件及送粉喷嘴组件，准直镜组件能够调节光纤连接组件射入的激光的位置并将激光调整为平行光；聚焦镜调焦组件能够使经过准直镜组件的激光聚焦为一点并能调节其聚焦焦点的高度；喷嘴调节组件能够根据焦点的位置来驱动送粉喷嘴组件相对聚焦镜调焦组件进行移动。通过设置准直镜组件来调节激光在水平面内的位置，使最终射出的激光能够与送粉喷嘴组件同轴；同时通过喷嘴调节组件调节送粉喷嘴组件的高度，能够使送粉喷嘴组件更好地迎合激光焦点的位置，达到更好的熔覆效果。

Description

一种激光熔覆头

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光熔覆头。

背景技术

激光熔覆是一种新的表面改性技术，它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光使之与基材表面薄层一起快速熔凝，在基材表面形成与基材相互融合的且具有完全不同成分性能的合金覆层。在激光熔覆之前，需要对激光及送粉喷嘴对焦，以达到较好的熔覆效果。

现有的激光熔覆装置中，激光熔覆装置的送粉喷嘴位于激光的一侧，通过调节送粉喷嘴的角度来找准激光的焦点，这种调节方式调节范围较小，且调节送粉喷嘴的角度的同时，需要保证送粉喷嘴的轴线与激光的轴线相交，调节过程较困难，操作繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光熔覆头，能够便于熔覆喷嘴与激光焦点对准，熔覆效果好。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种激光熔覆头，包括用于射入激光的光纤连接组件，还包括：

连接于所述光纤连接组件底部的准直镜组件，所述准直镜组件能够调节所述光纤连接组件射入的激光的位置并将激光调整为平行光；

连接于所述准直镜组件底部的聚焦镜调焦组件，所述聚焦镜调焦组件能够使经过所述准直镜组件的激光聚焦为一点并能调节其聚焦焦点的高度；

连接于所述聚焦镜调焦组件底部的送粉喷嘴组件；及

连接于所述聚焦镜调焦组件与所述送粉喷嘴组件之间的喷嘴调节组件，所述喷嘴调节组件能够根据所述焦点的位置来驱动所述送粉喷嘴组件相对所述聚焦镜调焦组件进行移动。

作为优选，所述喷嘴调节组件包括套设并螺纹连接的外筒及内筒，所述外筒的底端连接所述送粉喷嘴组件，所述内筒的顶端连接所述聚焦镜调焦组件。

作为优选，所述送粉喷嘴组件包括喷头主体，所述喷头主体的周向间隔设置至少四个送粉通道，至少四个所述送粉通道的中心轴线相交为一交点，且所述交点位于激光的中心轴线上。

作为优选，所述送粉喷嘴组件上开设有激光通道，所述激光通道沿所述喷头主体的中心轴线方向贯穿设置在所述喷头主体的内部。

作为优选，所述聚焦镜调焦组件包括位于准直镜组件下方的聚焦镜片及与所述聚焦镜片连接的调节旋钮，所述调节旋钮能够调节所述聚焦镜片的相对准直镜组件的位置。

作为优选，所述准直镜组件包括调节座、准直组件和调节模组，所述准直组件位于所述调节座内，所述调节模组包括对应设置的弹性支撑组件和调节件，所述弹性支撑组件弹性地设置于所述调节座上，所述弹性支撑组件的一端与所述准直组件的一侧抵接，另一端固定于所述调节座的一侧，所述调节件位于所述调节座的另一侧且可移动地抵接于所述准直组件的另一侧。

作为优选，所述弹性支撑组件包括弹性元件和挡板，所述弹性元件的一端与所述准直组件的一侧抵接，所述弹性元件的另一端抵接或固接于所述挡板，所述挡板固定且紧贴于所述调节座。

作为优选，所述调节件包括套筒和调节元件，所述调节元件可移动地穿设在所述套筒中，所述套筒固定安装在所述调节座的侧部，所述调节元件与所述准直组件抵接。

作为优选，所述激光熔覆头还包括聚焦保护镜组件，所述聚焦保护镜组件设置于所述聚焦镜调焦组件与所述喷嘴调节组件之间。

作为优选，所述聚焦保护镜组件包括连接于所述聚焦镜调焦组件与所述喷嘴调节组件之间的保护镜座，所述保护镜座的侧部开设有保护气气管。

有益效果：

本实用新型通过设置准直镜组件来调节激光在水平面内(XY方向上)的位置，使最终射出的激光能够与送粉喷嘴组件同轴，保证激光熔覆的顺利进行；同时通过喷嘴调节组件调节送粉喷嘴组件的高度(Z方向上的位置)，通过聚焦镜调焦组件调节激光的焦点高度，使送粉喷嘴组件喷出的金属粉末与激光的交点正好位于激光焦点处，能够使送粉喷嘴组件更好地迎合激光焦点的位置，达到更好的熔覆效果。本实用新型对激光及送粉喷嘴组件的调节简单方便、准确性好、熔覆效果好。

附图说明

图1是本实用新型激光熔覆头的结构示意图；

图2是本实用新型的聚焦保护镜组件、喷嘴调节组件及送粉喷嘴组件的剖视图；

图3是本实用新型准直镜组件的***图；

图4是本实用新型调节模组的***图。

图中：

1、光纤连接组件；2、准直保护镜组件；3、准直镜组件；4、聚焦镜调焦组件；5、聚焦保护镜组件；6、喷嘴调节组件；7、送粉喷嘴组件；8、固定装置；

31、调节座；32、准直组件；33、调节模组；331、弹性支撑组件；332、调节件；333、弹性元件；334、挡板；335、螺纹紧固件；336、滑动块；337、套筒；338、调节元件；

41、调节旋钮；

51、保护镜座；52、保护气气管；

61、外筒；62、内筒；63、内导套；

71、喷头主体；72、送粉通道。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型提供了一种激光熔覆头，如图1所示，该激光熔覆头包括用于射入激光的光纤连接组件1、依次连接于光纤连接组件1底部的准直保护镜组件 2、准直镜组件3、聚焦镜调焦组件4、聚焦保护镜组件5、喷嘴调节组件6及送粉喷嘴组件7，该激光熔覆头通过连接于聚焦镜调焦组件4侧部的固定装置8固定连接于激光熔覆设备上。

其中，光纤连接组件1将激光射入后，准直镜组件3能够调节激光的位置 (XY方向上)，使最终射出的激光能够与送粉喷嘴组件7同轴，同时准直镜组件 3将激光调整为平行光，并经聚焦镜调焦组件4的调焦后，将激光聚焦为一焦点，聚焦镜调焦组件4包括位于准直镜组件3下方的聚焦镜片及与聚焦镜片连接的调节旋钮41，调节旋钮41能够调节聚焦镜片相对准直镜组件的位置，从而调节焦点的高度，以适应对不同厚度的板材的焊接；聚焦保护镜组件5包括连接于聚焦镜调焦组件4及喷嘴调节组件6之间的保护镜座51，保护镜座51的侧部开设有保护气气管52，用于提供小压力保护气，防止镜片落灰，保护熔覆焊点不被氧化；送粉喷嘴组件7将需要熔覆的金属粉末喷出，喷嘴调节组件6能够根据焦点的位置来驱动送粉喷嘴组件7相对聚焦镜调焦组件4移动，通过喷嘴调节组件6调节送粉喷嘴组件7的高度(Z方向上的位置，XYZ三个方向相互垂直)，使喷出的金属粉末与激光的交点正好位于激光焦点处。

本实用新型通过设置喷嘴调节组件6，能够使送粉喷嘴组件7更好地迎合激光焦点的位置，达到更好的熔覆效果。具体地，如图2所示，喷嘴调节组件6 包括套设并螺纹连接的外筒61及内筒62，外筒61的底端连接送粉喷嘴组件7，内筒62的顶端连接聚焦镜调焦组件4。通过转动外筒61，能够调节外筒61在内筒62上的位置，间接调节连接于外筒61上的送粉喷嘴组件7相对于连接于内筒62上的聚焦镜调焦组件4的位置。内筒62与外筒61螺纹连接的方式结构简单、调节过程方便，能够快速地完成对送粉喷嘴组件7的高度调整。

由于外筒61与内筒62螺纹连接的方式存在较大间隙误差，转动时容易影响送粉喷嘴组件7与激光的同轴度，因此，喷嘴调节组件6还包括套设于所述内筒62内的内导套63，内导套63的底端与外筒61的底端连接，能够随着外筒 61的移动而相对于内筒62滑动，内导套63的外壁与内筒62的内壁紧密贴合，能够保证两者相对运动时两者之间的同轴度，间接保证送粉喷嘴组件7与激光之间的同轴度。

在本实施例中，参照图1，送粉喷嘴组件7包括喷头主体71，喷头主体71 的周向间隔设置至少四个送粉通道72，至少四个送粉通道72的中心轴线相交为一交点，且该交点位于激光的轴线上。送粉喷嘴组件7上开设有激光通道，激光通道沿喷头主体71的中心轴线方向贯穿设置在喷头主体71的内部。在本实施例中，如图1所示，四个送粉通道72均匀分布于激光通道的周向上，能够保证金属粉末输送的均匀性，提高激光熔覆质量。

如图3-4所示，准直镜组件3包括调节座31、准直组件32和调节模组33，准直组件32位于调节座31内，调节模组33能够与准直组件32侧壁抵接，通过驱动调节模组33移动，进一步带动准直组件32移动，来实现准直组件32在平行于调节座31底面的平面(XY平面)内的运动，进而实现激光在XY方向上的准直。

调节模组33包括对应设置的弹性支撑组件331和调节件332，弹性支撑组件331弹性地设置于调节座31上，弹性支撑组件331的一端与准直组件32的一侧抵接，另一端固定于调节座31的一侧，调节件332位于调节座31的另一侧且可移动地抵接于准直组件32的另一侧。弹性支撑组件331和调节件332两者共同对准直组件32进行一定的压紧，以实现调节件332和准直组件32之间以及准直组件32和弹性支撑组件331之间力的传递；进一步地，通过驱动调节件332在调节座311中的移动结合弹性支撑组件331对准直组件32的支撑作用，来实现准直组件32的运动。

具体地，弹性支撑组件331包括弹性元件333和挡板334，弹性元件333的一端与准直组件32的一侧抵接，弹性元件333的另一端抵接或固接于挡板334，挡板334固定且紧贴于调节座31。挡板334与调节座31侧壁由螺纹紧固件335 紧固连接。弹性支撑组件331还可包括滑动块336，滑动块336一端与准直组件 32的一侧抵接，滑动块336的另一端与弹性元件333远离挡板334的一端抵接，以增加弹性支撑组件331与准直组件32的抵接面积，实现对准直组件32的稳定抵接。调节件332包括套筒337和调节元件338，调节元件338可移动地穿设在套筒337中，套筒337固定安装在调节座31的侧部，调节元件338与准直组件32抵接。具体地，调节元件338与套筒337的穿设方式为螺纹连接，通过转动调节元件338能够调整调节元件338在套筒337上的位置，从而调节准直组件32的位置。在调节元件338和调节座31侧壁之间设置套筒337，可避免调节元件338在调节座31内移动时对其的磨损失效，进而导致调节座31整体报废，而套筒337结构简单，便于更换，节约成本。

在本实施例中，如图3所示，调节模组33可以为两组，每组调节模组33 中的弹性支撑组件331和调节件332相对设置，即两者轴线重合的置于调节座 31的侧壁内，且两组调节模组33沿调节座31底面对角线方向呈夹角设置。在对准直组件32进行微调时，驱动调节件332相对于调节座31向弹性支撑组件 331的方向移动，以将准直组件32向弹性支撑组件331的方向顶动，准直组件 32的另一侧由弹性支撑组件331支撑；当需要反向调节时，驱动调节件332相对于调节座31向背离弹性支撑组件331的方向移动，此时在弹性支撑组件331 的作用下，准直组件32被弹性支撑组件331带动向远离弹性支撑组件331的方向移动。通过上述两组调节模组33的配合使用，可实现准直组件32在平行于调节座31底面的平面内的运动，即实现对准直镜组件32的微调。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光熔覆头，包括用于射入激光的光纤连接组件(1)，其特征在于，还包括：

连接于所述光纤连接组件(1)底部的准直镜组件(3)，所述准直镜组件(3)能够调节所述光纤连接组件(1)射入的激光的位置并将激光调整为平行光；

连接于所述准直镜组件(3)底部的聚焦镜调焦组件(4)，所述聚焦镜调焦组件(4)能够使经过所述准直镜组件(3)的激光聚焦为一点并能调节其聚焦焦点的高度；

连接于所述聚焦镜调焦组件(4)底部的送粉喷嘴组件(7)；及

连接于所述聚焦镜调焦组件(4)与所述送粉喷嘴组件(7)之间的喷嘴调节组件(6)，所述喷嘴调节组件(6)能够根据所述焦点的位置来驱动所述送粉喷嘴组件(7)相对所述聚焦镜调焦组件(4)进行移动。

2.根据权利要求1所述的激光熔覆头，其特征在于，所述喷嘴调节组件(6)包括套设并螺纹连接的外筒(61)及内筒(62)，所述外筒(61)的底端连接所述送粉喷嘴组件(7)，所述内筒(62)的顶端连接所述聚焦镜调焦组件(4)。

3.根据权利要求1所述的激光熔覆头，其特征在于，所述送粉喷嘴组件(7)包括喷头主体(71)，所述喷头主体(71)的周向间隔设置至少四个送粉通道(72)，至少四个所述送粉通道(72)的中心轴线相交为一交点，且所述交点位于激光的中心轴线上。

4.根据权利要求3所述的激光熔覆头，其特征在于，所述送粉喷嘴组件(7)上开设有激光通道，所述激光通道沿所述喷头主体(71)的中心轴线方向贯穿设置在所述喷头主体(71)的内部。

5.根据权利要求1所述的激光熔覆头，其特征在于，所述聚焦镜调焦组件(4)包括位于准直镜组件(3)下方的聚焦镜片及与所述聚焦镜片连接的调节旋钮(41)，所述调节旋钮(41)能够调节所述聚焦镜片的相对准直镜组件的位置。

6.根据权利要求1所述的激光熔覆头，其特征在于，所述准直镜组件(3)包括调节座(31)、准直组件(32)和调节模组(33)，所述准直组件(32)位于所述调节座(31)内，所述调节模组(33)包括对应设置的弹性支撑组件(331)和调节件(332)，所述弹性支撑组件(331)弹性地设置于所述调节座(31)上，所述弹性支撑组件(331)的一端与所述准直组件(32)的一侧抵接，另一端固定于所述调节座(31)的一侧，所述调节件(332)位于所述调节座(31)的另一侧且可移动地抵接于所述准直组件(32)的另一侧。

7.根据权利要求6所述的激光熔覆头，其特征在于，所述弹性支撑组件(331)包括弹性元件(333)和挡板(334)，所述弹性元件(333)的一端与所述准直组件(32)的一侧抵接，所述弹性元件(333)的另一端抵接或固接于所述挡板(334)，所述挡板(334)固定且紧贴于所述调节座(31)。

8.根据权利要求6所述的激光熔覆头，其特征在于，所述调节件(332)包括套筒(337)和调节元件(338)，所述调节元件(338)可移动地穿设在所述套筒(337)中，所述套筒(337)固定安装在所述调节座(31)的侧部，所述调节元件(338)与所述准直组件(32)抵接。

9.根据权利要求1-8任一所述的激光熔覆头，其特征在于，所述激光熔覆头还包括聚焦保护镜组件(5)，所述聚焦保护镜组件(5)设置于所述聚焦镜调焦组件(4)与所述喷嘴调节组件(6)之间。

10.根据权利要求9所述的激光熔覆头，其特征在于，所述聚焦保护镜组件(5)包括连接于所述聚焦镜调焦组件(4)与所述喷嘴调节组件(6)之间的保护镜座(51)，所述保护镜座(51)的侧部开设有保护气气管(52)。