一种激光宽带熔覆装置及方法

摘要

本发明公开了一种激光宽带熔覆装置及方法，该装置主要由分光棱镜和聚光镜两个镜片组成。分光棱镜由对称设置并成一定角度相交的两个分光平面组成型面，两个分光平面可将入射的实心激光束对称反射为两个反向出射的激光束；聚光镜有两个，分别与分光棱镜的两个分光面相对布置，聚光镜可将分光棱镜反射的两束激光分别反射为平行的近矩形激光束，两束近矩形光在聚焦行程中距离越来越近，形成狭长的聚焦光斑并在焦平面上重叠。本发明熔覆宽度大、效率高；粉束在下落过程中不会过早与光束发生干涉，光束反射损失小；粉末入光准、直、细、挺，分布均匀，扩散度小，利用率高；粉末与激光束的耦合精度高，能实现来回程扫描成形，熔道组织均匀、搭接质量好。

主权项

一种激光宽带熔覆装置，其特征在于，所述装置包括：分光棱镜，所述分光棱镜包括对称设置的第一分光平面和第二分光平面，所述第一分光平面和第二分光平面将入射的实心激光束反射为两分束激光；聚光镜，所述聚光镜包括第一聚光镜和第二聚光镜，所述第一聚光镜和第二聚光镜镜面分别与第一分光平面和第二分光平面相对，并分别接受第一分光平面和第二分光平面反射的两分束激光并再次反射、聚焦，两聚焦光束在聚焦行程中距离越来越近，最后在焦平面上重叠为一个聚焦光斑，聚焦行程中两聚焦光束中间自然形成一个倒三棱柱状的中空区域，两聚焦光束离焦后在离焦面上形成相互平行的第一聚焦光斑和第二聚焦光斑，所述第一聚焦光斑和第二聚焦光斑呈相互对称的双月牙形；所述第一聚焦光斑和第二聚焦光斑的能量调节为沿长度方向呈鞍形分布，即第一聚焦光斑和第二聚焦光斑两端能量高中间能量低；所述聚光镜镜面面型由垂直方向上的垂直聚焦线型和水平方向上若干段不同水平聚焦线型组成，所述垂直聚焦线型为抛物线，所述水平聚焦线型由三段圆弧拼接而成，包括第一圆弧、第二圆弧和第三圆弧，其中第一圆弧和第三圆弧的曲率相等，而与第二圆弧的曲率不等；送粉通道，所述送粉通道安装在倒三棱柱状的中空区域中央，其送粉通道中心线与两聚焦光束的对称中心线重合。