[发明专利]可预热回火的中心送粉式熔覆头

权利要求书

1.一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，包括壳体、喷嘴以及设置在壳体上的激光头；其特征在于，所述壳体内部设置有光学镜片组合和送粉管；

所述激光头，设置于壳体的上方，高能激光通过激光头进入壳体，入射光学镜片组合；

所述光学镜片组合，包括同轴设置的上准直透镜、锥透镜、下准直透镜、双环锥透镜、双准直透镜、分束透镜、合束透镜以及双焦距透镜；

所述的上准直透镜、下准直透镜、双准直透镜，均能够通过折射的方式，将各自的入射光线准直后射出；

所述的锥透镜，能够将准直输入的圆形入射光线折射形成单圆环形光线，经下准直透镜准直后，仅朝向双环锥透镜锥顶的内侧锥面或者外侧锥面射入或者同时朝向双环锥透镜的锥顶位置两侧的锥面射入；

所述的双环锥透镜，能够接收到下准直透镜准直射出的光线；当下准直透镜准直射出的光线仅从双环锥透镜的内侧锥面或者外侧锥面射入时，双环锥透镜能够折射形成单圆环形光线，并朝向双准直透镜的内准直凹面射入；当下准直透镜准直射出的光线从双环锥透镜的锥顶位置两侧的锥面射入时，双环锥透镜能够折射形成双圆环形光线，并朝向双准直透镜的锥顶射入；

所述的分束透镜，能够接收双环锥透镜准直射出的光线，并能够将所接收到的入射光线经折射后形成光路间隙而对称分束成两分束光线；当入射光线为准直输入的双环形光线时，经分束透 镜折射分束后，双环形光线的内环光线、外环光线均经光路间隙对称分束而形成两半双环形分束光线；当入射光线为准直输入的单环形光线时，经分束透 镜折射分束后，单环形光线经光路间隙而对称分束为两半单环形分束光线；

所述的合束透镜，能够接收分束透 镜分束射出的两分束光线，并能够将所接收到的入射光线经折射处理后合束，消除两分束光线之间的光路间隙；当分束透 镜所接收到的光线为两半双环形分束光线时，经分束透 镜折射处理后形成双环形合束光线，并朝向双焦距透镜射出；当所接收到的光线为两半环形分束光线时，经分束透 镜折射处理后形成单环形合束光线，并朝向双焦距透镜射出；

所述的双焦距透镜，能够接收合束透 镜射出的合束光线，并能够将所接收到的入射光线经折射后聚焦形成聚焦激光束，以沿喷嘴内的光路通道射出，并在喷嘴前端的基板上形成光斑；当双焦距透镜所接收到的入射光线为双环形光线时，聚焦形成的聚焦激光束为双环形聚焦激光束，在基板上所形成的光斑在中间具有汇聚点、外侧具有环形光斑；当所接收到的入射光线为单环形光线时，聚焦形成的聚焦激光束为单环形聚焦激光束，仅能够在基板上形成汇聚点光斑或者环形光斑；

所述的送粉管，包括两部分，其中一部分为出粉分管，沿着喷嘴的轴线布置，并向下延伸直至出粉分管的出粉口靠近基板的加工区域，另外一个部分为进粉分管，沿着分束透 镜朝向合束透 镜射出光线的光路间隙布置，且进粉分管的进粉口伸出壳体的侧壁设置。

2.根据权利要求1所述的一种可预热回火的中心送粉式激光熔覆头，其特征在于，通过激光头进入壳体的高能激光为锥形发散的入射激光束；

锥形发散的入射激光束经过所述上准直透镜的折射，能够形成圆形的平行准直激光束；

圆形的平行准直激光束经过所述锥透镜的折射，能够形成发散的圆环激光束；

发散的圆环激光束经过下准直镜的折射，能够形成平行的圆环准直激光束；平行的圆环准直激光束经过双环锥透镜锥顶位置处两侧锥面的折射，能够形成内、外两个发散角度不同并具有共同圆心的双环激光束；

双环激光束经过双准直透镜的折射，能够形成平行并具有共同圆心的双环准直激光束；

双环准直激光束经过分束透镜，能够从双环准直激光束的中间一分为二，以形成两对称布置、相互间存在光路间隙的分束激光束；

两分束激光束经过合束透镜的折射，能够消除两分束激光束间的光路间隙，合并为双环合束激光束；

双环合束激光束经过双焦距透镜，能够形成双环聚焦激光束，并最终穿过喷嘴内的光路通道，汇聚于喷嘴下方的基板上，形成中间为汇聚点、外围呈环形的光斑。