基于液晶调制预热加工缓冷功率的激光熔覆装置

摘要

本发明公开了一种基于液晶调制预热加工缓冷功率的激光熔覆装置，该装置采用液晶光调制器与偏振分光棱镜组合作为分光器件，具有体积小、电压驱动低、功耗低、制作成本低和无运动部件，可实现动态调节等优点。同时，该装置采用液晶光调制器作为功率调制器件，调整液晶驱动电压，改变光束偏振态，相应的功率大小随着偏振态变化，解决了常规分光系统比例固定无法改变的问题，使激光熔覆过程中的加工、预热和后热处理功率可以变化。另外，该装置采用一个激光器实现三路激光输出，而且各路激光功率可调，解决常用的多个激光器提供光源，这样减少了激光器的数量，降低了设备的成本，同时也减少激光器所需空间，增加设备的紧凑性。

主权项

一种基于液晶调制预热加工缓冷功率的激光熔覆装置，其特征在于，所述装置包括：激光器(1)、起偏器(2)、第一液晶光调制器(3)、第一偏振分束棱镜(4)、第二液晶光调制器(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)、所述第一液晶光调制器(3)、所述第一偏振分束棱镜(4)、所述第二液晶光调制器(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；所述第一液晶光调制器(3)和所述第一偏振分束棱镜(4)构成一级分光系统，用于从所述激光器(1)输出的激光中提取用于缓冷处理的激光，该激光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；所述第二液晶光调制器(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，把提取完用于缓冷处理的激光后剩余的激光分成用于熔覆处理和预热处理的两路激光，其中，熔覆处理激光经聚焦后作用在工件(11)的基材表面形成的熔池，预热处理激光经所述预热聚焦镜(10)聚焦到工件(11)的基材上用于提高基材对熔覆用的激光束的吸收率以及降低熔覆过程中的温度梯度。