一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置

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	一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置
其他题名	一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置
	唐霞辉; 罗惜照; 秦应雄; 邹翱; 张旭辉; 马豪杰; 范远超; 宋宇燕; 肖瑜; 万辰皓; 彭浩
	2019-08-20
专利权人	华中科技大学
公开日期	2019-08-20
授权国家	中国
专利类型	发明申请
摘要	本发明属于激光表面改性技术领域，公开了一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置，包括半导体激光器(1)、光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)、可调宽光带送粉头(3)、送粉器(6)、高速机床(5)、六轴联动机器人(4)及中央控制系统(9)，光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)用于将激光整形并聚焦成宽光带激光；可调宽光带送粉头(3)用于向待处理的大型轴型工件表面输送粉末及宽光带激光；工件直径大于1000mm，长度不低于10m。本发明通过对关键组件的结构及其设置方式进行改进，可针对石油管道、海洋装备、天然气输气、采矿、隧道掘进等大型轴型工件进行外表面强化与表面修复，强化表面耐磨耐腐蚀性能，大幅度提高其使用寿命。
其他摘要	本发明属于激光表面改性技术领域，公开了一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置，包括半导体激光器(1)、光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)、可调宽光带送粉头(3)、送粉器(6)、高速机床(5)、六轴联动机器人(4)及中央控制系统(9)，光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)用于将激光整形并聚焦成宽光带激光；可调宽光带送粉头(3)用于向待处理的大型轴型工件表面输送粉末及宽光带激光；工件直径大于1000mm，长度不低于10m。本发明通过对关键组件的结构及其设置方式进行改进，可针对石油管道、海洋装备、天然气输气、采矿、隧道掘进等大型轴型工件进行外表面强化与表面修复，强化表面耐磨耐腐蚀性能，大幅度提高其使用寿命。
主权项	一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置，其特征在于，包括功率不低于3KW的高功率半导体激光器(1)、光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)、送粉角可调且送粉宽度至少为15mm的宽光带送粉头(3)、送粉器(6)、转速在1转/分～60转/分连续可调的高速机床(5)、六轴联动机器人(4)以及中央控制系统(9)，其中，所述高功率半导体激光器(1)用于输出功率不低于3KW的高功率激光，该激光经过所述光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)后输出到所述可调宽光带送粉头(3)，所述光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)用于使该激光整形并聚焦成光斑宽度至少为15mm的宽光带激光；所述可调宽光带送粉头(3)与所述送粉器(6)相连，用于向待表面激光熔覆处理的大型轴型工件其表面同时输送粉末及所述宽光带激光；所述高速机床(5)用于承载该待表面激光熔覆处理的大型轴型工件，并用于带动该大型轴型工件以转速不低于1转/分钟的转速进行旋转；所述中央控制系统(9)与该高速机床(5)相连，用于控制该高速机床(5)带动所述大型轴型工件旋转的转速；所述中央控制系统(9)还与所述六轴联动机器人(4)相连，用于控制所述六轴联动机器人(4)进而带动所述高功率半导体激光器(1)、所述光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)和所述可调宽光带送粉头(3)整体移动，实现宽光带激光与输送的粉末沿所述大型轴型工件的中轴线方向移动，如此配合该大型轴型工件的旋转即可实现粉末在宽光带激光的作用下熔融成液滴，最终以整体为螺旋线的形式先后落在该大型轴型工件表面，从而实现对该大型轴型工件表面的激光熔覆处理；此外，所述待表面激光熔覆处理的大型轴型工件其直径大于1000mm，长度不低于10m。
申请日期	2019-05-28
专利号	CN110144583A
专利状态	申请中
申请号	CN201910450822.2
公开（公告）号	CN110144583A
IPC 分类号	C23C24/10
专利代理人	许恒恒 \| 李智
代理机构	华中科技大学专利中心
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/55461
专题	半导体激光器专利数据库
作者单位	华中科技大学
推荐引用方式 GB/T 7714	唐霞辉,罗惜照,秦应雄,等. 一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置. CN110144583A[P]. 2019-08-20.

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文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN110144583A.PDF（769KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文