高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置制造方法
【專利摘要】一種高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，包括：一基座；一激光頭，其位于基座的上方，該激光頭與基座的距離可調(diào)節(jié)；一夾持裝置，其固定在激光頭上，該夾持裝置的一端位于激光頭的一側(cè)；一水氣管，其可調(diào)節(jié)的固定在夾持裝置位于激光頭的一側(cè)的一端。本發(fā)明可將激光束聚焦到工件上，由于受到高功率密度的激光光斑照射，被激光光斑照射的工件瞬間氣化，配合輔助切割高壓水流將氣化的金屬吹走，氣化的金屬被水冷卻后即形成所述熔渣；利用所述熔渣對相應(yīng)金屬的焊縫進行噴丸處理。
【專利說明】高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光切割工藝，具體涉及一種高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光切割是由激光器所發(fā)出的水平激光束經(jīng)45°全反射鏡變?yōu)榇怪毕蛳碌募す馐?，后?jīng)透鏡聚焦，在焦點處聚成一極小的光斑，在光斑處會焦的激光功率密度高達(dá)IO6-1O9W / Cm2。處于其焦點處的工件受到高功率密度的激光光斑照射，會產(chǎn)生10000°C以上的局部高溫，使工件瞬間氣化，再配合輔助切割氣體將氣化的金屬吹走，從而將工件切穿成一個很小的孔，隨著數(shù)控機床的移動，無數(shù)個小孔連接起來就成了要切的外形。由于激光切割的頻率非常高，所以每個小孔連接處非常光滑，切割出來的產(chǎn)品光潔度很高。其中，輔助切割氣體是對于激光切割來說是非常重要的工藝參數(shù)，切割不同的金屬材料選用相應(yīng)的切割輔助氣體才能取得好的切割質(zhì)量:
[0003]切割鋼材料時用氧氣切割時會得到較好的結(jié)果。當(dāng)用氧氣作為加工氣體時，切割邊緣會輕微氧化。對于厚度達(dá)4mm的板材，可以用氮氣作為加工氣體進行高壓切割。這種情況下，切割邊緣不會被氧化。厚度在IOmm以上的板材，對激光器使用特殊極板并且在加工中給工件表面涂油可以得到較好的效果。
[0004]切割不銹鋼時使用氧氣，在邊緣氧化不要緊的情況下；使用氮氣以得到無氧化無毛刺的邊緣，就不需要再作處理了。在板材表面涂層油膜會得到更好的穿孔效果，而不降低
加工質(zhì)量。
[0005]切割鋁材料時，盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性，厚度6mm以下的鋁材可以切割，這取決于合金類型和激光器能力。當(dāng)用氧切割時，切割表面粗糙而堅硬。用氮氣時，切割表面平滑。純鋁因為其高純非常難切割，只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割鋁材。否則反射會毀壞光學(xué)組件。
[0006]切割鈦板材料時，用IS氣和氮氣作為加工氣體來切割。
[0007]切割銅和黃銅時，兩種材料都具有高反射率和非常好的熱傳導(dǎo)性。厚度Imm以下的黃銅可以用氮氣切割；厚度2mm以下的銅可以切割，加工氣體必須用氧氣。只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割銅和黃銅。否則反射會毀壞光學(xué)組件。
[0008]在激光切割時，由于氣流的壓力的原因，容易形成掛渣等不利問題而影響切割質(zhì)量，并且該領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)形成了利用氣體來輔助將氣化的金屬吹走的思維定式，這制約了激光切割的進一步的發(fā)展。如果能夠更好的輔助將氣化的金屬吹走而避免掛渣的形成并提高切割質(zhì)量，是目前亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，其可將激光束聚焦到工件上，由于受到高功率密度的激光光斑照射，被激光光斑照射的工件瞬間氣化，配合輔助切割高壓水流將氣化的金屬吹走，氣化的金屬被水冷卻后即形成所述熔渣；利用所述熔渣對相應(yīng)金屬的焊縫進行噴丸處理。
[0010]本發(fā)明提供一種高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，包括:
[0011]—基座；
[0012]一激光頭，其位于基座的上方，該激光頭與基座的距離可調(diào)節(jié)；
[0013]一夾持裝置，其固定在激光頭上，該夾持裝置的一端位于激光頭的一側(cè)；
[0014]一水氣管，其可調(diào)節(jié)的固定在夾持裝置位于激光頭的一側(cè)的一端。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，其可將激光束聚焦到工件上，由于受到高功率密度的激光光斑照射，被激光光斑照射的工件瞬間氣化，配合輔助切割高壓水流將氣化的金屬吹走，氣化的金屬被水冷卻后即形成所述熔渣；利用所述熔渣對相應(yīng)金屬的焊縫進行噴丸處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為進一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中:
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]請參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，包括:
[0019]一基座I，該基座I上放置一工件2 ；
[0020]一激光頭3，其位于基座I的上方，該激光頭3與基座I的距離可調(diào)節(jié)；將激光束聚焦到工件2上，由于受到高功率密度的激光光斑照射，被激光光斑照射的工件瞬間氣化，該激光頭3與一激光器(未圖示)相連接，該激光器為氦氖激光器；
[0021]一夾持裝置4，其固定在激光頭3上，該夾持裝置4的一端位于激光頭4的一側(cè)，該夾持裝置4為任意形狀的結(jié)構(gòu)，只要其可固定在激光頭3上，且一端位于激光頭3的一側(cè)，便于后敘的水氣管5固定即可；
[0022]一水氣管5，其可調(diào)節(jié)的固定在夾持裝置4位于激光頭3的一側(cè)的一端，該水氣管5包括管身51及管頭52，管頭52的上端同所述管身51螺紋連接，連接后并用密封膠密封，或管身51及管頭52采用焊接或粘接的方式均可；管頭52上端的內(nèi)徑同管身51的內(nèi)徑相等，管頭52的下端開口為一窄縫，所述窄縫的長度大于管身51的內(nèi)徑，窄縫的縫寬小于激光切割割縫的縫寬，該窄縫結(jié)構(gòu)管頭52的縫寬0.2-0.5_。該水氣管5為雙層結(jié)構(gòu)，管芯通水，外層通氣，該水氣管5的管身51的材料為黃銅，管頭52由紫銅整體鑄造而成。所述水氣管5能在水平方向和豎直方向移動，并且水氣管5的角度能夠調(diào)整。調(diào)節(jié)水氣管5的角度是所述管頭52的下端同工件2上表面保持平行，并使得所述窄縫同激光切割縫對準(zhǔn)，激光切割過程中，高壓水流輔助切割將氣化的金屬吹走，氣化的金屬被水冷卻后即形成所述熔渣；利用所述熔渣對相應(yīng)金屬的焊縫進行噴丸處理。
[0023]通過利用上述熔渣，達(dá)到了環(huán)保的效果，另外通過采用這種熔渣對相應(yīng)金屬焊縫做噴丸處理，能很好的改善焊縫的性能，達(dá)到預(yù)料不到的技術(shù)效果。
[0024]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，包括: 一基座; 一激光頭，其位于基座的上方，該激光頭與基座的距離可調(diào)節(jié)； 一夾持裝置，其固定在激光頭上，該夾持裝置的一端位于激光頭的一側(cè)； 一水氣管，其可調(diào)節(jié)的固定在夾持裝置位于激光頭的一側(cè)的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，其中該水氣管包括管身及管頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，其中該水氣管為雙層結(jié)構(gòu)，管芯通水，外層通氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，其中該水氣管的管身的材料為黃銅，管頭的材料為紫銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，其中該水氣管管頭為窄縫結(jié)構(gòu)，端面在一平面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓水流輔助的激光切割熔渣的裝置，其中該窄縫結(jié)構(gòu)管頭的縫寬0.2-0.5mm，所述窄縫長度小于管身內(nèi)徑。
【文檔編號】B23K26/38GK103612016SQ201310566091
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】林學(xué)春, 趙偉芳, 張玲, 王文婷, 侯瑋, 于海娟 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所