[发明专利]一种轴承表面无回火软带的激光淬火装置及方法

摘要

本发明公开了一种轴承表面无回火软带的激光淬火装置及方法，该装置包括激光器、光束传输系统、激光加工头和机械手臂，激光器发出的激光光束依次经过光束传输系统、激光加工头到达轴承工件，机械手臂控制激光加工头的平移和旋转，使到达轴承工件的激光光斑能够覆盖工件的表面；激光加工头包括第一透镜、第二透镜、扫描振镜和平场聚焦透镜，激光器发出的激光光束经过光束传输系统进入激光加工头后，在激光加工头中依次经过第一透镜和第二透镜到达扫描振镜，被扫描振镜反射改变方向后透过平场聚焦透镜到达轴承工件。利用激光光束整形和振镜扫描加工方式激光直接高速扫描辐照轴承表面，达到淬火的目的，能实现无回火软带、超硬化层深、宽幅面的效果。

主权项

1.一种轴承表面无回火软带的激光淬火装置，该装置包括激光器(1)、光束传输系统(2)、激光加工头(7)和机械手臂(8)，激光器(1)发出的激光光束依次经过光束传输系统(2)、激光加工头(7)到达轴承工件(9)，机械手臂(8)控制激光加工头(7)的平移和旋转，使到达轴承工件(9)的激光光斑能够覆盖轴承工件(9)的整个表面，其特征在于：所述激光加工头(7)包括第一透镜(3)、第二透镜(4)、扫描振镜(5)和平场聚焦透镜(6)，激光器(1)发出的激光光束经过光束传输系统(2)进入激光加工头(7)后，在激光加工头(7)中依次经过第一透镜(3)和第二透镜(4)到达扫描振镜(5)，被扫描振镜(5)反射改变方向后透过平场聚焦透镜(6)到达轴承工件(9)；其中，所述扫描振镜(5)能够旋转一定角度，并配合机械手臂(8)控制激光加工头(7)的平移和旋转，使光斑在轴承工件(9)表面移动，实现对轴承工件(9)整个表面的线性来回高速扫描，扫描速度V在1000mm/min～10000mm/min；所述平场聚焦透镜(6)用于对激光光束进行聚焦，在轴承工件(9)表面得到激光聚焦后的矩形光斑；不同焦距的平场聚焦透镜，在轴承工件(9)表面得到的矩形光斑的宽度不同，矩形光斑的宽度为D，激光扫描搭接间距为H，则H/D的比值与扫描宽度W成反比，H/D的比值选择范围在50％～80％。