一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备的制作方法

文档序号:12234648阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,所述设备包括:激光器(1)、起偏器(2)、第一偏振补偿器(3)、第一偏振分束棱镜(4)、第二偏振补偿器(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)、所述第一偏振补偿器(3)、所述第一偏振分束棱镜(4)、所述第二偏振补偿器(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;

所述第一偏振补偿器(3)和所述第一偏振分束棱镜(4)构成一级分光系统,首先所述第一偏振补偿器(3)改变入射光束的偏振态,然后所述第一偏振分束棱镜(4)产生两束彼此分开的、振动方向相互垂直的线偏振光,其中,一束沿水平的原光路方向继续传播;另外一束与原光路方向垂直,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;

所述第二偏振补偿器(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,首先所述第二偏振补偿器(5)改变入射光束的偏振态,然后所述第二偏振分束棱镜(6)产生两束彼此分开的、振动方向相互垂直的线偏振光,其中,一束沿水平的原光路方向继续传播,经所述反射镜(7)反射后垂直旋转90度,在所述预热聚焦镜(10)聚焦下用于预热处理;另外一束与原光路方向垂直,经聚焦后作用在工件(11)的基材表面形成的熔池用于熔覆处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,

所述第一偏振补偿器(3)和所述第二偏振补偿器(5)均包括可移动的长光楔和固定位置的短光楔,使用千分尺移动长光楔可调整长光楔和固定短光楔相对位置,进而调节延迟量以改变光束偏振态,不同偏振态的光束对应的功率大小随着偏振态变化而变化。

3.根据权利要求1所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,

所述激光器(1)采用Nd:YAG半导体泵浦固体激光器,波长为1064nm,最大输出功率为10KW,输出功率大小可调。

4.根据权利要求1所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,

所述反射镜(7)与所述激光器(1)输出激光的原光路呈45度。

5.根据权利要求3所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,

所述缓冷聚焦镜(8)由两片式透镜构成,两片透镜都镀有1064nm波长激光增透膜,将所述激光器(1)输出的缓冷激光聚焦到工件(11)的基材表面,焦距为160mm。

6.根据权利要求3所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,

所述预热聚焦镜(10)由两片式透镜构成,两片透镜都镀有1064nm波长激光增透膜,将所述激光器(1)输出的预热激光聚焦到工件(11)的基材表面,焦距为160mm。

7.根据权利要求1所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,

所述二级分光系统中垂直原光路的反射光聚焦后作用在工件(11)的基材表面形成的熔池,自动送粉器的所述同轴送粉喷头(9)将合金粉末吹入熔池内,熔化的合金粉末在基材表面铺开,当激光束运动移开后,熔覆层快速凝固并结晶形成涂层。

8.根据权利要求3所述的一种基于偏振补偿器调制预热加工缓冷功率的激光熔覆设备,其特征在于,

所述第一偏振分束棱镜(4)和所述第二偏振分束棱镜(6)的三面均镀有1064nm波长激光增透膜。

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