高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备

摘要

本发明提供了高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，包括机床平台、滑轨、机器人、激光熔覆头、光纤；机床平台固定安装在水平面上，沿平行于机床平台两侧侧边，独立地各安装有一组滑轨；机器人分别固定安装在每一组滑轨上，两组机器人臂展伸开工作后，两组之间熔覆宽度不少于6m；激光熔覆单元固定安装在机器人的顶部，内部有一端头与光纤连接，激光熔覆单元包括光纤、激光光路调整模块、熔池光路检测模块。该设备通过设置闭环控制系统在超低热输入量下，能够实现熔覆层厚度0.8‑1.5mm，高度一致均匀美观，调整将激光熔覆的粉末利用率及熔池稳定状态科学合理的控制，为大规模、长时间无人化操作打下了坚实的基础。

权利要求

1.高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，其特征在于：包括机床平台(10)、滑轨(9)、机器人(7)、激光熔覆单元(8)、光纤(6)；所述机床平台(10)固定安装在水平面上，沿平行于机床平台(10)两侧侧边，独立地各安装有一组滑轨(9)；所述机器人(7)分别固定安装在每一组滑轨(9)上，两组机器人(7)臂展伸开工作后，两组之间熔覆宽度不少于6m；所述激光熔覆单元(8)固定安装在机器人(7)的顶部，内部有一端头与光纤(6)连接；

激光熔覆单元(8)包括光纤(6)、激光光路调整模块、熔池光路检测模块、激光熔覆头(500)；

所述光纤(6)一端接通光纤激光器(3)，另一端连接激光光路调整模块；

所述激光光路调整模块包括依次连接的激光导入腔体(100)、侧腔体(200)、中央通道(300)、套筒(400)，其中激光导入腔体(100)顶部设置有连接板(101)，通过QBH接口(20)与光纤(6)一端连通，底部与侧腔体(200)垂直连接；所述侧腔体(200)一端与激光导入腔体(100)连通，另一端与中央通道(300)垂直连通；所述中央通道(300)为两端连通的结构，一端与套筒(400)连通，另一端连通熔池光路检测模块；所述套筒(400)底部通过底板(900)与激光熔覆头(500)固定连接；

所述熔池光路检测模块沿中央通道(300)上套筒(400)安装的反方向上依次设置有物镜(11)、透镜(12)、探测器和光滤波器(13)、检测器(14)、光信号数字模拟器(15)，其中光信号数字模拟器(15)通过通讯信号线(16)外接处理单元；

熔池光路检测模块还包括处理器(17)，且处理器(17)分别与激光器和机器人电性连接以将熔池信息反馈到激光器和机器人，所述熔池信息包括温度、光斑大小、对流、传质、喷嘴距熔池高度中至少一种；

所述激光熔覆头(500)由上到下依次设置有光斑变径伸缩筒(28)、喷嘴(29)，通过上下调节光斑变径伸缩筒(28)的位置来改变喷嘴(29)下方形成光斑的离焦量，从而改变熔池的大小，喷嘴(29)设置在熔池上方，为环形锥状结构。

2.根据权利要求1所述的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，其特征在于：还包括直镜(22)、反射镜(23)、聚焦镜(24)，其中直镜(22)为45°反射式离轴抛物准直镜，固定安装在激光导入腔体(100)和侧腔体(200)连接处；所述反射镜(23)为半透式反射镜，固定安装在侧腔体(200)和中央通道(300)连接处；所述聚焦镜(24)为反射式聚焦镜，固定安装在中央通道(300)和套筒(400)连接处。

3.根据权利要求1所述的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，其特征在于：还包括固定板(800)、保护镜片(25)、惰性气体保护器接口(26)、粉和光同轴调节旋钮(27)；所述固定板(800)固定安装在套筒(400)侧面，沿着固定板(800)垂直方向由上到下，依次设置有保护镜片(25)、惰性气体保护器接口(26)、粉和光同轴调节旋钮(27)；其中保护镜片(25)用于激光熔覆过程中，阻隔熔池产生的烟尘、飞溅、反光，以防污染其结构上方的聚焦镜(24)；惰性气体保护器接口(26)一端连接外部的惰性气体保护瓶，另一端连通套筒内；所述粉和光同轴调节旋钮(27)用于调整激光方向与底部合金粉输送后是否同轴。

4.根据权利要求1所述的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，其特征在于：喷嘴(29)包括环形喷嘴外壳(31)、同轴喷嘴倒锥体(32)，所述环形喷嘴外壳(31)套设在同轴喷嘴倒锥体(32)外面，同轴喷嘴倒锥体(32)中间为空心结构。

5.根据权利要求4所述的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，其特征在于：所述同轴喷嘴倒锥体(32)上端外侧设置有多组进粉管、粉末通道(33)；其中进粉管包括一号粉管(34)、二号粉管(35)、三号粉管(37)，呈120°间隔地设置在同轴喷嘴倒锥体(32)上，一端连通外界的送粉器，另一端通过同轴喷嘴倒锥体(32)上的粉末通道(33)连通环锥形腔(40)。

6.根据权利要求4所述的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，其特征在于：还包括冷却水通道(39)、冷却腔体；所述冷却腔体设置在同轴喷嘴倒锥体(32)内部，用于喷嘴(29)水冷，一端通过冷却水通道(39)连通出水管(38)，另一端通过进水管(36)连通外界冷却水。

7.根据权利要求1所述的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，其特征在于：还包括中央处理器，设置为功率调节及激光头高度位置调节中央处理器，与通讯信号线有线连接，对接收的数据信号进行分析处理，电性连接处理单元。

8.根据权利要求7所述的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，其特征在于：所述处理单元电性连接机器人(7)、光纤激光器(3)，其中机器人(7)通过机器人工具坐标Z轴高度调节信号线与中央处理器电性连接，光纤激光器(3)通过激光器功率调节信号线与中央处理器电性连接。

9.根据权利要求1-8任一项的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，在高参数垃圾焚烧锅炉膜式壁的受热面耐蚀层的激光熔覆中的应用，或在管屏、管道、弯管中的应用。

说明书

高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备

技术领域

[0001] 本发明属于锅炉水冷壁的光纤激光熔覆设备领域，特别涉及高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备。

背景技术

[0002] 随着各大城市垃圾分类如火如荼的推广，垃圾焚烧发电规模也在日渐扩大。随着垃圾热值的不断提高以及余热锅炉参数由常规参数(4.0Mpa，400℃)提高到高参数
(6.4Mpa，450℃)，因其燃料的特殊性，烟气中含有大量酸性气体及金属化合物。在锅炉的运
行中，这些有害物质会对锅炉管壁进行腐蚀。有研究表明，锅炉金属管壁腐蚀速率与烟气中
酸性气体的浓度、金属化合物的浓度、还原性气体的浓度、烟气温度、金属壁温、运行时间等
因素成正比。

[0003] 锅炉蒸汽参数的提高有利于提高汽机效率，增加发电量。随着垃圾发电补贴政策的变化，常规参数的锅炉已经难以满足建设投资需求，越来越多的新建电厂选择提高锅炉
参数来提高全厂效益。影响高参数锅炉运行最大的问题就是腐蚀，锅炉腐蚀严重的区域主
要集中在水冷壁顶棚、烟道上部等烟气温度高的区域，过热器管壁存在轻微腐蚀。

[0004] 目前锅炉发电设备中膜式水冷壁表面耐蚀、防腐处理，几乎全部都在使用CMT、MIG、MAG等工艺进行镍基高温合金的堆焊，同时相应的堆焊强化业务量也在逐渐的增多。该
领域使用传统堆焊，堆焊层单层稀释率高达15-30％，由于CMT、MIG、MAG堆焊需要多层且厚
度增加，常见的堆焊的厚度需要达2.5-4mm，堆焊层数2层以上，焊接过程中使用的焊接材料
使用量很大，焊缝厚度不均匀，质量不稳定，同时还会出现较大的焊后变形量。将这些传统
工艺突出的问题便展现在研究者面前：(1)，传统堆焊焊材消耗量大，浪费镍基高温合金材
料资源；(2)，多层堆焊效率低；(3)，堆焊热输入大，产生大量烟雾粉尘，造成膜式水冷壁较
大的变形，也会对焊工及生产车间产生极大的健康隐患。

发明内容

[0005] 为了解决了上述在面临锅炉水冷壁进行熔覆时，存在的较大的浪费镍基高温合金材料、多层堆焊效率低、热输入大、产生大量烟尘污染环境且造成膜式水冷壁变形大等问
题，本发明提供了高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，包括机床平
台、滑轨、机器人、激光熔覆头、光纤；所述机床平台固定安装在水平面上，沿平行于机床平
台两侧侧边，独立地各安装有一组滑轨；所述机器人分别固定安装在每一组滑轨上，两组机
器人臂展伸开工作后，两组之间熔覆宽度不少于6m；所述激光熔覆单元固定安装在机器人
的顶部，内部有一端头与光纤连接。

[0006] 作为改进，激光熔覆单元包括光纤、激光光路调整模块、熔池光路检测模块、激光熔覆头；

[0007] 所述光纤一端接通光纤激光器，另一端连接激光光路调整模块；

[0008] 所述激光光路调整模块包括依次连接的激光导入腔体、侧腔体、中央通道、套筒，其中激光导入腔体顶部设置有连接板，通过QBH接口与光纤一端连通，底部与侧腔体垂直连
接；所述侧腔体一端与激光导入腔体连通，另一端与中央通道垂直连通；所述中央通道为两
端连通的结构，一端与套筒连通，另一端连通熔池光路检测模块；所述套筒底部通过地板与
激光熔覆头固定连接；

[0009] 所述熔池光路检测模块沿中央通道上套筒安装的反方向上依次设置有物镜、透镜、探测器和光滤波器、检测器、光信号数字模拟器，其中光信号数字模拟器通过通讯信号
线外接处理单元；

[0010] 所述激光熔覆头由上到下依次设置有光斑变径伸缩筒、喷嘴，套筒内激光和熔池内光贯穿光斑变径伸缩筒进行调整，喷嘴设置在熔池上方，为环形锥状结构。

[0011] 作为改进，还包括直镜、反射镜、聚焦镜，其中直镜为45°反射式离轴抛物准直镜，固定安装在激光导入腔体和侧腔体连接处；所述反射镜为半透式反射镜，固定安装在侧腔
体和中央通道连接处；所述聚焦镜为反射式聚焦镜，固定安装在中央通道和套筒连接处。

[0012] 作为改进，还包括固定板、保护镜片、惰性气体保护器接口、粉和光同轴调节旋钮；所述固定板固定安装在套筒侧面，沿着固定板垂直方向由上到下，依次设置有保护镜片、惰
性气体保护器接口、粉和光同轴调节旋钮；其中保护镜片用于激光熔覆过程中，阻隔熔池产
生的烟尘、飞溅、反光，以防污染其结构上方的聚焦镜，惰性气体保护器接口一端连接外部
的惰性气体保护瓶，另一端连通套筒内；所述粉和光同轴调节旋钮用于调整激光方向与底
部合金粉输送后是否同轴。

[0013] 作为改进，喷嘴包括环形喷嘴外壳、同轴喷嘴倒锥体，所述环形喷嘴外壳套设在同轴喷嘴倒锥体外面，同轴喷嘴倒锥体中间为空心结构。

[0014] 作为改进所述同轴喷嘴倒锥体上端外侧设置有多组进粉管、粉末通道；其中进粉管优选地包括一号粉管、二号粉管、三号粉管，呈120°间隔地设置在同轴喷嘴倒锥体上，一
端连通外界的送粉器，另一端通过同轴喷嘴倒锥体上的粉末通道连通环锥形腔。

[0015] 作为改进，还包括冷却水通道、冷却腔体；所述冷却腔体设置在同轴喷嘴倒锥体内部，用于喷嘴水冷，一端通过冷却水通道连通出水管，另一端通过进水管连通外界冷却水。

[0016] 作为改进，还包括中央处理器，设置为功率调节及激光头高度位置调节中央处理器，与通讯信号线有线连接，对接收的数据信号进行分析处理，电性连接处理单元。

[0017] 作为改进，所述处理单元包括机器人、光纤激光器，其中机器人通过机器人工具坐标Z轴高度调节信号线与中央处理器电性连接，光纤激光器通过激光器功率调节信号线与
中央处理器电性连接。

[0018] 同时，还提供了上述高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，在高参数垃圾焚烧锅炉膜式壁的受热面耐蚀层的激光熔覆中的应用，或在管屏、管道、弯管
中的应用。

[0019] 有益效果：本发明提供的高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，与以往的堆焊相比，解决了资源浪费、变形大、效率低等缺陷或问题，实现了对锅炉水冷
壁高效、节能、节约贵金属资源、环保的光纤激光熔覆，大大提高了加工能力，工作效率和加
工质量得以提升，降低了企业设备投入和生产成本。具体地表现为以下优势：

[0020] (1)通过设置的双轨双机器人，不仅提高了熔覆加工效率，而且解决了现有的宽幅6m左右工件，例如管屏无法采用整体平铺式激光熔覆的难题。

[0021] (2)本发明中改变了常规在镍基合金导热能力差情况下，传统堆焊需要的热输入量大的难题，能够以超低热输入量完成堆焊要求，且改善了以往热输入量大导致热裂纹及
容易表面被氧化，造成焊接接头力学性能下降，焊缝夹渣的问题及焊接缺陷。

[0022] 同时，在进行熔覆管屏、管道、弯管等时，能够有效防止管屏管道、弯管等在焊接过程中发生变形，如收缩变形及弯曲变形，及产生热裂纹，从而保证管屏、管道、弯管等的尺寸
精度要求，减小返修量、缩短生产周期及提高管屏、管道、弯管等产品质量。

[0023] (3)通过设置闭环控制系统，能够在确保送粉后粉合金的利用率最高，且熔覆层的厚度质量均匀一致，能够实现熔覆层厚度0.8-1.5mm，高度一致均匀美观，高度一致均匀美
观，调整将激光熔覆的粉末利用率及熔池稳定状态科学合理的控制，为大规模、长时间无人
化操作打下了坚实的基础。

[0024] (4)通过设置的检测器及中央处理器进行实时采集的熔池表面的光学信息，将光学信号转化为电信号处理采集、处理分析后，进而有指导性地调整机器人移动路径和光纤
激光器工作功率等，实现了当熔池温度低于或高于设定温度，中央处理器会自动反馈至光
纤激光器提高激光的功率输出，当激光熔覆头与零件距离过近或太远，中央处理器会自动
反馈至工作的机器人或焊接机械手臂，进行位置的调整，使得机器人或焊接机械手臂将激
光熔覆头与零件的上形成熔池的距离保持恒定，来确保环形粉柱焦点与熔池重合，确保利
用率最高，且熔覆层的厚度质量均匀一致。

[0025] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

[0026] 图1为本发明设备的结构示意图。

[0027] 图2为本发明激光熔覆单元的结构示意图。

[0028] 图3为本发明喷嘴的结构示意图。

[0029] 附图：机器人控制器1、送粉器2、光纤激光器3、水冷机4、稳压器5、光纤6、机器人7、激光熔覆单元8、滑轨9、机床平台10、物镜11、透镜12、探测器和光滤波器13、检测器14、光信
号数字模拟器15、通讯信号线16、处理器17、机器人工具坐标Z轴高度调节信号线18、激光器
功率调节信号线19、QBH接口20、锥状激光21、直镜22、反射镜23、聚焦镜24、保护镜片25、惰
性气体保护气接口26、粉和光同轴调节旋钮27、光斑变径伸缩筒28、喷嘴29、粉末焦点30、环
形喷嘴外壳31、同轴喷嘴倒锥体32、粉末通道33、一号粉管34、二号粉管35、进水管36、三号
粉管37、出水管38、冷却水通道39、环锥形腔40、熔池41、连接板101、激光导入腔体100、侧腔
体200、中央通道300、套筒400、激光熔覆头500、固定板800、底板900、零件1-1。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0031] 一种高参数垃圾焚烧锅炉膜式水冷壁用光纤激光双轨熔覆设备，包括机床平台10、滑轨9、机器人7、激光熔覆单元8、送粉器2、光纤6；所述机床平台10固定安装在水平面
上，沿平行于机床平台10的两侧侧边，独立地各安装有一组滑轨9；所述机器人7分别固定安
装在每一组滑轨9上；所述激光熔覆单元8固定安装在机器人7的顶部，内部端头与光纤6连
接。

[0032] 同时，两组机器人7臂展伸开工作后，两组之间熔覆宽度不少于6m，通过设置的双轨双机器人，不仅提高了熔覆加工效率，而且解决了现有的宽幅5m左右管屏、无法采用激光
熔覆的难题。

[0033] 还包括机器人控制器1，设置有两组，分别固定安装在滑轨9外侧，每组均与临近的一组机器人7电性连接，用于机器人7的轨迹运动方向。

[0034] 滑轨9两侧对称的各设置有一组水冷机4、一组光纤激光器3、一组稳压器5，其中所述水冷机4与光纤激光器3、光纤6、激光熔覆单元8电性连接，用于工作过程的水冷工作；所
述稳压器5与光纤激光器3电性连接，为光纤激光器3提供稳定电压电流；所述光纤激光器3
用于输出光纤6。

[0035] 所述机器人7为六轴联动机器人结构，激光熔覆单元8固定安装在机器人7的第六轴位置处。所述送粉器2为双粉桶或多粉桶送粉器，与激光熔覆单元8上的进粉管连通，用于
提供熔覆粉。

[0036] 还包括保护气装置，与激光熔覆单元8固定连接，通过进气管与同轴环形喷嘴结构连通。

[0037] 通过上述部件的相互配合，能够在机器人控制器上进行机器人语言程序的编程，对机器人轨迹的定义及规划，来对锅炉膜式水冷壁的高效、节能、节约贵重金属资源、环保、
低成本高效益的激光熔覆。

[0038] 作为本发明的具体实施方式，激光熔覆单元8包括光纤6、激光光路调整模块、熔池光路检测模块、激光熔覆头500；

[0039] 所述光纤6一端接通光纤激光器3，另一端连接激光光路调整模块；

[0040] 所述激光光路调整模块包括依次连接的激光导入腔体100、侧腔体200、中央通道300、套筒400，其中激光导入腔体100顶部设置有连接板101，通过QBH接口20(即为光纤激光
光缆接口)与光纤6一端连通，底部与侧腔体200垂直连接；所述侧腔体200一端与激光导入
腔体100连通，另一端与中央通道300垂直连通；所述中央通道300为两端连通的结构，一端
与套筒400连通，另一端连通熔池光路检测模块；所述套筒400底部通过底板900与激光熔覆
头500固定连接；

[0041] 所述熔池光路检测模块沿中央通道300上套筒400安装的反方向上依次设置有物镜11、透镜12、探测器和光滤波器13、检测器14、光信号数字模拟器15，其中光信号数字模拟
器15通过通讯信号线16外接处理单元；

[0042] 所述激光熔覆头500由上到下依次设置有光斑变径伸缩筒28、喷嘴29，通过上下调节光斑变径伸缩筒28的位置来改变喷嘴29下方形成光斑的离焦量，从而改变熔池的大小，
喷嘴29设置在熔池上方，为环形锥状结构。

[0043] 还包括直镜22、反射镜23、聚焦镜24，其中直镜22为45°反射式离轴抛物准直镜，固定安装在激光导入腔体100和侧腔体200连接处；所述反射镜23为半透式反射镜，固定安装
在侧腔体200和中央通道300连接处；所述聚焦镜24为反射式聚焦镜，固定安装在中央通道
300和套筒400连接处。

[0044] 还包括固定板800、保护镜片25、惰性气体保护器接口26、粉和光同轴调节旋钮27；所述固定板800固定安装在套筒400侧面，沿着固定板800垂直方向由上到下，依次设置有保
护镜片25、惰性气体保护器接口26、粉和光同轴调节旋钮27；其中保护镜片25用于激光熔覆
过程中，阻隔熔池产生的烟尘、飞溅、反光，以防污染其结构上方的聚焦镜24，惰性气体保护
器接口26一端连接外部的惰性气体保护瓶，另一端连通套筒内；所述粉和光同轴调节旋钮
27用于调整激光方向与底部合金粉输送后是否同轴。

[0045] 喷嘴29包括环形喷嘴外壳31、同轴喷嘴倒锥体32，所述环形喷嘴外壳31套设在同轴喷嘴倒锥体32外面，同轴喷嘴倒锥体32中间为空心结构。

[0046] 所述同轴喷嘴倒锥体32上端外侧设置有多组进粉管、粉末通道33；其中进粉管优选地包括一号粉管34、二号粉管35、三号粉管37，呈120°间隔地设置在同轴喷嘴倒锥体32
上，一端连通外界的送粉器2，另一端通过同轴喷嘴倒锥体32上的粉末通道33连通环锥形腔
40。

[0047] 还包括冷却水通道39、冷却腔体；所述冷却腔体设置在同轴喷嘴倒锥体32内部，用于喷嘴29水冷，一端通过冷却水通道39连通出水管38，另一端通过进水管36连通外界水冷
机4。

[0048] 还包括中央处理器，设置为功率调节及激光头高度位置调节中央处理器，与通讯信号线有线连接，对接收的数据信号进行分析处理，电性连接处理单元。

[0049] 所述处理单元电性连接机器人7、光纤激光器3，其中机器人7通过机器人工具坐标Z轴高度调节信号线与中央处理器电性连接，光纤激光器3通过激光器功率调节信号线与中
央处理器电性连接。

[0050] 激光路径：

[0051] 本发明中激光光路为：产生一定的波长，优选为900-1200nm波长的激光由光纤激光器3发生后，通过光纤6传导至激光熔覆单元8。穿过激光头的QBH接口20后呈现锥状激光
21，经过45°反射式离轴抛物准直镜22后形成柱状激光束，柱状激光束照射到倾斜45°的半
透反射镜23改变传播方向射向45°反射式聚焦镜24再次形成锥状聚焦光束。该光束依次穿
过保护镜片25、通过惰性气体保护气接口26进入的惰性保护气体形成的正压的腔体、光斑
变径伸缩筒28以及同轴环粉熔覆喷嘴29；在膜式水冷壁零件上形成熔池41后，调节粉光同
轴调节旋钮27将光的作用点与粉焦点重合。

[0052] 检测路径：

[0053] 熔池的各种信息，如温度、光斑大小、对流、传质、喷嘴距熔池高度的讯息在光的层面发出后，会依次穿过同轴环粉熔覆喷嘴29、光斑变径伸缩筒28、通过保护气接口26进入的
惰性保护气体形成正压的腔体、保护镜片25、45°反射式聚焦镜24、45°的半透反射镜23、物
镜11孔径、透镜12后，直到探测器孔和光滤波器13后。

[0054] 检测器14检测标定的光讯号后通过光信号数字模拟量转化器15将光讯号以电信号的方式通过通讯信号线16传至处理器17，处理器通过功率调节及激光头高度位置调节中
央处理器处理分析后将需要调整的量分别通过机器人工具坐标Z轴高度调节信号线18和激
光器功率调节信号线19与机器人、光纤激光器进行通讯，来调整激光功率和激光头的高度
位置。其中检测器14采用现有技术中能够获取光讯号的方式，进行检测工作。

[0055] 具体操作时，当分析数据判断为熔池温度低于或高于设定温度，激光熔覆单元8的中央处理器会自动反馈至光纤激光器提高激光的功率输出，当激光熔覆单元8与零件距离
过近或太远，激光熔覆单元8的中央处理器发出信号至机器人控制器1，使得机器人7将激光
熔覆单元8与零件1-1的上形成熔池的距离保持恒定，来确保环形粉柱焦点与熔池重合，确
保利用率最高，且熔覆层的厚度质量均匀一致。

[0056] 这样一套闭环控制系统可以将激光熔覆的粉末利用率及熔池稳定状态科学合理的控制，为大规模、长时间无人化操作打下坚实的硬件基础。

[0057] 送粉路径：

[0058] 激光束穿过同轴环粉熔覆喷嘴29后在膜式水冷壁零件表面产生熔池41。合金粉末通过送粉器将粉末送至同轴环粉熔覆喷嘴29。通过一号粉管34、二号粉管35、三号粉管37将
粉末均分相隔120°送进同轴环粉熔覆喷嘴29中，经过粉末通道33后在环形喷嘴外壳31和同
轴喷嘴倒锥体32形成的环锥形腔40内流动汇聚于粉末焦点30。正常工作中粉末焦点30与熔
池41重合。

[0059] 水冷却循环路径：

[0060] 外光路水冷冷却水通过冷水机的抽送沿冷却水管送至同轴环粉熔覆喷嘴29后经过进水管36进入冷却水通道39后再流出出水管38后返还之冷水机4完成同轴环粉熔覆喷嘴
29的水冷却。

[0061] 惰性气体通过保护器26接口进入，形成正压腔体，惰性气体穿过光斑变径伸缩筒28、同轴喷嘴倒锥体32内的锥孔通道向外吹向在膜式水冷壁零件1-1表面形成的熔池41，隔
绝空气形成良好的气体保护，同时也将熔池内产生的气体以及粉焦处弹飞的球形粉吹走来
保护环形喷嘴外壳31、同轴喷嘴倒锥体32下方的环形喷口和保护镜片25免受粉末、烟雾颗
粒及等离子体等的污染。

[0062] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护
范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。