[實用新型]用于薄壁管材激光微加工的同軸水射流裝置

有效

• 申請號: 201220023351.0
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN202684334U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 魏志凌;寧軍;夏發平;馬秀云
• 申請（專利權）人: 昆山思拓機器有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/14;B23K101/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及薄壁管材激光微加工技術，尤其涉及一種用于薄壁管材激光微加工的同軸水射流裝置。?

背景技術

在激光加工過程中引入同軸水射流來對切割的管材進行冷卻和減少加工過程中的污染。引入同軸水射流對加工工件進行冷卻時由于受到工件尚未切透部分的阻擋，使微水柱反濺，同時由于激光束對水流的加熱，水氣上升進入噴嘴內部，造成水珠和水氣進入噴嘴裝置內部，影響激光發生器的正常工作，同時冷凝后的水氣形成水流會牽引聚焦矯直后的激光束?

偏離原軌跡，使得加工精度變差。

發明內容

本實用新型解決在激光微加工時水珠和水氣充滿同軸水射流裝置的噴嘴內部造成加工精度劣化以及影響激光發生器正常工作等問題。?

為解決上述技術問題，本實用新型公開了一種同軸水射流裝置。該裝置包括：激光發生器；聚焦鏡，將從激光發生器發出的激光束聚焦；保護鏡，使透過聚焦鏡的激光束進一步聚焦矯直,?并且保護鏡與裝置內壁密封耦合以防止水汽進入裝置內部；噴嘴，輸出經過聚焦矯直后的激光束用于加工；供水單元，在噴嘴外圍提供與激光束同軸的冷卻水輔助加工；以及高壓輔助氣體單元，通過與噴嘴連通的進氣口在噴嘴內提供與激光束同軸的高壓力的輔助氣體，所述輔助氣體從噴嘴中噴出以阻止水汽進入噴嘴內部。?

本實用新型的同軸水射流裝置有效地解決了在加工時水珠和水氣充滿噴嘴內部造成加工精度劣化和激光發生器的正常工作受到影響的問題。?

附圖說明

圖1是現有技術同軸水射流裝置的原理示意圖；以及?

圖2根據本實用新型一個實施例的同軸水射流裝置；

圖1中，1為激光發生器，2為激光束，3為聚焦鏡，4為保護鏡，5為工作臺，6為水射流，7為工件，8為進水口，9為高壓水供給單元；

圖2中，10為進氣口，11為高壓輔助氣體單元；

具體實施方式

以下將討論本實用新型的各個較佳實施例。但本領域技術人員應當理解，此處的詳細說明并不作為對本實用新型保護范圍的限制，本實用新型還可通過以下各實施例的變型或其它等同方式得以實現。?

薄壁管材激光微加工的同軸水射流裝置的原理如圖1所示：在激光加工過程中引入與激光束同軸的冷卻水輔助切割，采用將激光束聚焦后，在水柱維持穩定的范圍內，將工件浸于其中對待加工的工件進行加工，使得激光能量積累和傳導產生的熱量被水帶走，可以避免激光在對薄壁管材切割時的熱損傷及灼熱。同時激光的高溫使水溫上升，產生的氣泡和加熱液體的活動有助于熔渣的排出，提高加工質量。?

但是引入同軸水射流對加工工件進行冷卻時由于受到工件尚未切透部分的阻擋，使微水柱反濺，同時由于激光束對水流的加熱，水氣上升進入噴嘴內部，造成水珠和水氣進入噴嘴裝置內部。?

因此，本實用新型提出了一種新的同軸水射流裝置來解決上述問題。如圖2所示，根據本實用新型一個實施例的同軸水射流裝置包括：激光發生器1；聚焦鏡3，將從激光發生器1發出的激光束聚焦；經過保護鏡4，使透過聚焦鏡3的激光束進一步聚焦矯直,?并且保護鏡4與裝置內壁密封耦合以防止水汽進入裝置內部；噴嘴，輸出經過聚焦矯直后的激光束用于加工；高壓水供給單元9，在噴嘴外圍提供與激光束同軸的冷卻水輔助加工；以及高壓輔助氣體單元11，通過與噴嘴連通的進氣口10在噴嘴內提供與激光束同軸的高壓力的輔助氣體，所述輔助氣體從噴嘴中噴出以阻止水汽進入噴嘴內部。在本實用新型中，與激光束同軸的高壓輔助氣體的引入可以有效地防止水汽進入同軸水射流裝置內。?

另外，在本實用新型的一個示例中，還可采用貼有ITO膜的保護鏡裝置。換言之，在保護鏡上可以設置ITO膜防濺模塊，這可以防止水汽在保護鏡上凝結。?

ITO?是銦錫氧化物的英文縮寫，它是一種透明的導電體，通常厚度只有幾千埃，在所有透明導電體中，其具有物別優良的性能：高的可見光透過率，高的紅外反射率，良好的機械強度和化學穩定性，用酸溶液等濕法刻蝕工藝能很容易形成一定的電極電路，制備相對比較容易等。由于ITO膜為透明導電體，ITO膜自身發熱把凝結在保護鏡上的水汽即可加熱使之氣化。?