激光切割的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種激光切割機，包括激光切割頭與輔助氣體供應(yīng)裝置，所述輔助氣體供應(yīng)裝置包括與所述激光切割頭連接的進氣總管，所述輔助氣體供應(yīng)裝置還包括至少兩路與所述進氣總管的進氣端連接的進氣支管；本實用新型的激光切割機，進氣支管的一端分別連接不同的輔助氣體氣源，另一端則連接進氣總管，通過進氣總管將輔助氣體供應(yīng)至激光切割頭，因此在進行切割工作時能隨時替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實現(xiàn)不同功能，簡化切割工作，同時避免因替換氣源而造成的污染和浪費；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，具有很強的實用性。
【專利說明】激光切割機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種切割機，特別涉及一種激光切割機。

【背景技術(shù)】
[0002] 激光加工具有許多優(yōu)勢，比如精度高、速度快、效率高。激光切割是利用聚焦的高 功率激光照射至工件，當(dāng)激光超過閾值功率密度后，將長鍵狀高分子有機物的化學(xué)鍵予以 打斷，在眾多碎粒造成體積增大與外力抽吸之下，使材料被快速移除而成孔，隨著激光束與 工件的相對移動，最終在工件形成切縫。在激光切割過程中常常需要提供輔助氣體，以隔離 大氣、減少附著物的飛濺或者提高激光熔接能力。此外，由于金屬表面的激光反射率高達 95%，使激光能量不能有效地射入金屬表面，通過噴吹輔助氣體可提高材料對激光的吸收 率。不同的輔助氣體具有不同功能，例如壓縮空氣能起到凈化光束的作用，防止外部污染物 進入密閉光路，保證光學(xué)元件的清潔度。根據(jù)待切割工件的材料、厚度、切割方法等的不同 需要選擇不同的輔助氣體，甚至有一些復(fù)雜切割工藝還需要按照一定的比例混合后作為輔 助氣體。但是，現(xiàn)有的激光切割機通常只設(shè)置有單路進氣管，只能實現(xiàn)單一功能，而切割時 頻繁地更換輔助氣體氣源或者更換激光切割機，既使切割工作繁瑣，在替換氣源的過程中， 輔助氣體容易泄露，由此可能造成污染和浪費。
[0003] 因此，有必要對現(xiàn)有的激光切割機進行改進，使其具有多路進氣管，在切割時能隨 時替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實現(xiàn)不同功能，簡化切割工作，同時避免因 替換氣源而造成的污染和浪費。 實用新型內(nèi)容
[0004] 有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種激光切割機，其具有多路進氣管，在切 割時能隨時替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實現(xiàn)不同功能，簡化切割工作，同 時避免因替換氣源而造成的污染和浪費。
[0005] 本實用新型的激光切割機，包括激光切割頭與輔助氣體供應(yīng)裝置，所述輔助氣體 供應(yīng)裝置包括與所述激光切割頭連接的進氣總管，所述輔助氣體供應(yīng)裝置還包括至少兩路 與所述進氣總管的進氣端連接的進氣支管。
[0006] 進一步，所述進氣支管設(shè)置有兩路，分別與氧氣氣源、惰性氣體氣源連接。
[0007] 進一步，所述惰性氣體氣源為氮氣氣源。
[0008] 進一步，所述輔助氣體供應(yīng)裝置還包括氣體混合器，所述氣體混合器的進氣端與 所述進氣支管連接，所述氣體混合器的出氣端與所述進氣總管連接。
[0009] 進一步，所述氣體混合器安裝有控制器、壓力傳感器和流量控制器，所述壓力傳感 器和流量控制器分別與所述控制器電連接。
[0010] 進一步，所述氣體混合器還安裝有報警器，所述報警器與所述控制器電連接。
[0011] 進一步，所述激光切割頭包括噴嘴，所述噴嘴的橫截面積從上往下逐漸縮小。
[0012] 本實用新型的有益效果：本實用新型的激光切割機，進氣支管的一端分別連接不 同的輔助氣體氣源，另一端則連接進氣總管，通過進氣總管將輔助氣體供應(yīng)至激光切割頭， 因此在進行切割工作時能隨時替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實現(xiàn)不同功能， 簡化切割工作，同時避免因替換氣源而造成的污染和浪費；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方 便，具有很強的實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：
[0014] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示：本實用新型的激光切割機，包括激光 發(fā)生器、激光切割頭1、工件臺與輔助氣體供應(yīng)裝置，激光發(fā)生器產(chǎn)生激光切割頭1所使用 的激光束5,工件臺用于放置工件，所述輔助氣體供應(yīng)裝置包括與所述激光切割頭1連接的 進氣總管2,所述輔助氣體供應(yīng)裝置還包括至少兩路與所述進氣總管2的進氣端連接的進 氣支管3 ;激光切割頭1開有進氣口，進氣總管2的出氣端固定連接在該進氣口，另一端即 進氣端與進氣支管3相連；進氣支管3的數(shù)量視具體工藝情況而定；進氣支管3的一端分別 連接不同的輔助氣體氣源，另一端則連接進氣總管2,通過進氣總管2將輔助氣體供應(yīng)至激 光切割頭1，因此在進行切割工作時能隨時替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實 現(xiàn)不同功能，簡化切割工作，同時避免因替換氣源而造成的污染和浪費。
[0016] 本實施例中，所述進氣支管3設(shè)置有兩路，分別與氧氣氣源31、惰性氣體氣源32連 接；如此設(shè)置將有三種輔助氣體供選擇，即單一氧氣、單一惰性氣體或者二者的混合氣體； 切割碳鋼鈦鋼或者熱處理鋼等易氧化的金屬鋼板材料時，適宜使用氧氣作為鋪助氣體，激 光氧氣切割時氧氣參與燃燒，在這一過程中，氧氣用于金屬表面的激光束投射點，使鋼板加 熱，帶來放熱反應(yīng)，使區(qū)域溫度達到熔點，熔化的金屬被吹風(fēng)吹出去，與材料脫離，最終形成 一個平滑、帶有氧化層的切割表面；切割易燃材料時，可采用惰性氣體，能有效防止材料燃 燒。
[0017] 本實施例中，所述惰性氣體氣源32為氮氣氣源；氮氣激光切割時材料完全依靠 激光能量熔化，氮氣吹出切縫的同時因為氮氣不活潑的化學(xué)特性、避免了不合適的化學(xué)反 應(yīng)；熔點區(qū)域溫度相對較低，加上氮氣的冷卻、保護作用，反應(yīng)平穩(wěn)、均勻，切割質(zhì)量高，斷面 細(xì)膩光滑、光潔度高，特別是沒有氧氣激光切割時必然的氧化層。
[0018] 本實施例中，所述輔助氣體供應(yīng)裝置還包括氣體混合器4,所述氣體混合器4的進 氣端與所述進氣支管3連接，所述氣體混合器4的出氣端與所述進氣總管2連接；此時，氣 體混合器4作為進氣總管2與進氣支管3的連接中介，能有效對氣源進行選擇，并能使氣體 按照特定比例混合均勻。
[0019] 本實施例中，所述氣體混合器4安裝有控制器41、壓力傳感器42和流量控制器 43,所述壓力傳感器42和流量控制器43分別與所述控制器41電連接；控制器41已經(jīng)通過 計算機編程完成對輔助氣體類型、輔助氣體類型壓強以及輔助氣體混合比例的設(shè)定；控制 器41根據(jù)不同切割工藝的參數(shù)要求以及從壓力傳感器42檢測到的氣體壓力，按照給定的 氣體混合比例，通過流量控制器43調(diào)節(jié)各進氣支管3的進氣流量和氣體壓力；通過氣體混 合器4既可以提供單一氣源，也可以實現(xiàn)多種氣源的混合。
[0020] 本實施例中，所述氣體混合器4還安裝有報警器44,所述報警器44與所述控制器 41電連接；控制器41根據(jù)從壓力傳感器42檢測到的氣體壓力，當(dāng)壓力超出或者低于設(shè)定 值時，向報警器44輸出信號，報警器44發(fā)出報警聲，以提高切割工藝的安全性。
[0021] 本實施例中，所述激光切割頭1包括噴嘴11、聚焦透鏡12,聚焦透鏡12將激光束 5聚焦形成高能量密度的光斑；所述噴嘴11的橫截面積從上往下逐漸縮小，以增大所噴出 輔助氣體的流速和壓強。
[0022] 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本實用新型進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本 實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范 圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種激光切割機，包括激光切割頭（1)與輔助氣體供應(yīng)裝置，所述輔助氣體供應(yīng)裝 置包括與所述激光切割頭（1)連接的進氣總管（2)，所述輔助氣體供應(yīng)裝置還包括至少兩 路與所述進氣總管（2)的進氣端連接的進氣支管（3);其特征在于：所述激光切割頭（1)包 括噴嘴（11)和聚焦透鏡（12)，所述噴嘴（11)的橫截面積從上往下逐漸縮小，經(jīng)過所述聚焦 透鏡（12)聚焦后的激光束（5)和從所述進氣總管（2)進入的輔助氣體通過所述噴嘴（11) 射到被切材料處。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機，其特征在于：所述進氣支管（3)設(shè)置有兩路，分 別與氧氣氣源（31)、惰性氣體氣源（32)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光切割機，其特征在于：所述惰性氣體氣源（32)為氮氣氣 源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的激光切割機，其特征在于：所述輔助氣體供 應(yīng)裝置還包括氣體混合器（4)，所述氣體混合器（4)的進氣端與所述進氣支管（3)連接，所 述氣體混合器（4)的出氣端與所述進氣總管（2)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光切割機，其特征在于：所述氣體混合器（4)安裝有控制 器（41)、壓力傳感器（42)和流量控制器（43)，所述壓力傳感器（42)和流量控制器（43)分 別與所述控制器（41)電連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光切割機，其特征在于：所述氣體混合器（4)還安裝有報 警器（44)，所述報警器（44)與所述控制器（41)電連接。
【文檔編號】B23K26/38GK203875486SQ201420168111
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】范彥宏, 茍?zhí)K文, 朱有坤, 李小波, 吳志綱 申請人:重慶市光學(xué)機械研究所