[發明專利]一種激光水下側壁加工裝置

有效

• 申請號: 201610069340.9
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105562928B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王文君;翟兆陽;梅雪松;潘愛飛;崔健磊;王恪典
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23K26/122
• 分類號: B23K26/122;B23K26/064;B23K26/70
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明屬于激光微加工技術領域，具體涉及一種激光水下側壁加工裝置。

背景技術

激光技術是20世紀中一項重大科技成果，隨著時代的發展激光正積極地向傳統制造技術中的很多工藝過程中滲透。激光先進制造與加工技術大大推動了整個制造技術的迅速發展。由于激光具有高亮度、方向性強、單色性與相干性好的優點，在加工與制造領域展現了高效、高精度、高質量的特點。激光加工技術在汽車、微電子、鋼鐵冶金、航空航天等領域得到了廣泛的應用。

在激光加工過程中材料會產生熱影響區，并在加工區域形成重鑄層，這些都會降低加工質量，影響最終零件的使用壽命。激光水下加工利用水溶液的持續冷卻，以及特殊溶液的熱化學作用可以減少熱影響區和重鑄層。因此激光水下加工作為一種有效提高加工質量的方法得到了廣泛的關注與研究。目前激光水下加工多采用材料與液面水平放置，激光垂直入射。在加工過程中溶液存在噴濺現象，并且激光加工中溶液氣化形成的氣泡影響材料對激光能量的吸收。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種激光水下側壁加工裝置，不存在噴濺現象，降低了氣泡對激光的影響，實現水層厚度的準確調節，方便觀察。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種激光水下加工裝置，包括安裝在工作臺9上的實驗裝置8，工作臺9和計算機10連接，從激光器1發出的激光依次經過快門2、衰減器3、光闌4、棱鏡5分成兩路，一路激光通過聚焦透鏡7達到實驗裝置8上，另一路激光達到功率計6。

所述的實驗裝置8包括和工作臺9螺栓連接的液體容器8-3，液體容器8-3的頂部連接有頂蓋8-1，液體容器8-3的底部通過卡槽連接有調節座8-4，材料樣片粘接在調節座8-4側端面,液體容器8-3的側壁設有帶有石英窗口8-6的端蓋8-5，石英窗口8-6和端蓋8-5之間設有橡膠密封圈8-2，激光加工過程中溶液產生的氣泡向液面漂浮，與透過石英窗口8-6照射在材料樣片上的激光入射方向垂直。

所述的液體容器8-3、調節座8-4采用有機玻璃制作而成。

本發明的優點：1)由于液體容器8-3側壁都是充滿水的，因此加工過程中不存在噴濺現象；2)激光加工過程中溶液產生的氣泡向液面漂浮，與激光入射方向垂直，降低了氣泡對激光的影響，增大了實驗材料對激光的吸收效率；3)液體容器8-3對材料的安裝與溶液的盛放簡單，可實現水層厚度的準確調節，方便加工過程中觀察。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2-1是實驗裝置8的主視圖，圖2-2是實驗裝置8的側視圖。

圖3-1為大氣環境下微孔形貌，圖3-2為水溶液環境下微孔形貌。

圖4是水溶液環境下孔底形貌圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1，一種激光水下加工裝置，包括安裝在工作臺9上的實驗裝置8，工作臺9和計算機10連接，從激光器1發出的激光依次經過快門2、衰減器3、光闌4、棱鏡5分成兩路，一路激光通過聚焦透鏡7達到實驗裝置8上，另一路激光達到功率計6。

參見圖2-1、圖2-2，所述的實驗裝置8包括和工作臺9螺栓連接液體容器8-3,液體容器8-3的頂部連接有頂蓋8-1，液體容器8-3的底部通過卡槽連接有調節座8-4，材料樣片粘接在調節座8-4側端面,液體容器8-3的側壁設有帶有石英窗口8-6的端蓋8-5，石英窗口8-6和端蓋8-5之間設有橡膠密封圈8-2，激光加工過程中溶液產生的氣泡向液面漂浮，與透過石英窗口8-6照射在材料樣片上的激光入射方向垂直。

所述的液體容器8-3、調節座8-4采用有機玻璃制作而成。

本發明的工作原理為：激光器1發出需要參數的激光，快門2通過光路的通斷控制激光的脈沖數，調整衰減器3能夠調節激光能量的大小，光闌4能夠調整激光的光斑大小。激光通過棱鏡5一路用功率計6檢測功率，另一路經過聚焦透鏡7將激光束聚焦。聚焦后的激光照射在裝有實驗材料的實驗裝置8中，計算機10能夠調整工作臺9的位置。