專利名稱：一種用于激光加工的氣體保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣體保護裝置，具體是一種用于激光加工的氣體保護裝置。
背景技術(shù)：
大功率激光加工設(shè)備在對工件進行熔凝淬火、熔覆、合金化等表面處理時，激光束 將材料急劇加熱到熔化狀態(tài)，冷卻后形成特殊性能的表面層，這個過程中雖然加熱的時間 比傳統(tǒng)工藝(火焰、等離子弧等)短，但溫度高，在空氣中不可避免地會造成氧化，不僅影響 表面激光處理層的表面成型，而且會造成氣孔、氧化、夾雜，影響內(nèi)部組織和性能。為解決這個問題，通常在激光加工時常采用Ar氣來保護激光熔池低功率激光采 用透射式聚焦鏡，用Ar氣作為聚焦鏡的保護氣體，同時能夠起到保護熔池的作用；但大功 率激光器不能采用透射式聚焦，只能采用反射式聚焦，這樣一來由于光路不能封閉而不能 采用常用的氣體保護形式，因此常采用側(cè)向吹氣來保護，即用銅管從激光束的旁邊將Ar氣 吹入熔池區(qū)域進行保護，在使用過程中，存在的問題是如果銅管太細則保護區(qū)域太小，使 用時反倒更容易將空氣卷入熔池而起不到保護的作用，若采用足夠粗的銅管，增加保護面 積，則需要極大的氣體流量，造成很大的浪費。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝 方便、使用成本低、確保激光加工質(zhì)量的氣體保護裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是一種用于激光加工的氣體保護裝 置，其特點是包括上氣罩、下氣罩和位置中間分別與上、下氣罩連接的中心連接罩，所述上、 下氣罩和中心連接罩均為上下方向中通的罩體且其上設(shè)有供保護氣體進入的進氣孔，其中 上、下氣罩均由兩薄壁錐形套之間留有間隙地相疊組成，所述兩錐形套之間的間隙形成供 保護氣體通過的氣道且其端面的間隙形成供保護氣體噴出的噴嘴，所述上氣罩安裝在激光 頭的下部。其中，上述上氣罩和/或下氣罩的兩錐形套與中心連接罩可上下調(diào)節(jié)地連接，通 過兩錐形套的上下調(diào)節(jié)可改變上述噴嘴的大小。上述可上下調(diào)節(jié)的連接可以是通過各種方 式的連接實現(xiàn)，為了更方便調(diào)節(jié)，上述上氣罩和/或下氣罩的兩錐形套以螺紋形式連接于 中心連接罩上，通過調(diào)節(jié)螺紋旋接的深淺實現(xiàn)改變上述噴嘴的大小。為了配合連接，上述中心連接罩的兩端均設(shè)有兩個直徑不等的外螺紋管，上述錐 形套的內(nèi)壁對應(yīng)設(shè)有與所述外螺紋管的螺紋旋接的內(nèi)螺紋，其中上氣罩/下氣罩的內(nèi)錐形 套與上述中心連接罩上端/下端的小直徑外螺紋管相旋接，外錐形套與上述中心連接罩上 端/下端的大直徑外螺紋管相旋接，通過內(nèi)錐形套與外錐形套相對中心連接罩的旋入深度 的不同而實現(xiàn)兩錐形套的錐面之間形成的噴嘴大小的調(diào)節(jié)。為了方便保護罩的安裝和拆卸，上氣罩的外錐形套的外壁設(shè)有外螺紋，上述激光 頭的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，通過兩者相旋接而實現(xiàn)上氣罩與激光頭連接成一體。[0009]為了達到較好的工作環(huán)境，上述上氣罩/下氣罩的兩錐形套的錐面之間距離為 0. 1 1mm，上述上氣罩的錐形夾角為90° 120°，下氣罩的錐形夾角為60° 90°。另 外為了保證進氣均勻且能達到更好的保護外界空氣混入的作用，上述上氣罩/下氣罩的進 氣孔均設(shè)置在外錐形套上，上述上氣罩/下氣罩/中心連接罩上的進氣孔共設(shè)有四個且均 布于所在的圓壁上。本實用新型由于采用了將中心連接罩及均由兩薄壁錐形套相疊組成的上氣罩和 下氣罩配合使用的結(jié)構(gòu)，在中心連接罩和上下氣罩上開有進氣孔且兩錐形套相疊后兩錐面 之間的間隙形成供保護氣體噴出的噴嘴，從而形成了上中下三個氣路，通過先開中間氣路 排出該保護罩內(nèi)的空氣后打開上下氣路，使上下形成連續(xù)的氣流罩，保證空氣不會進入中 心連接罩且向下的氣流持續(xù)吹到激光加工位置，故可防止空氣從上部進入中心連接罩，有 效保護激光加工位置避免氧化，提供激光的處理質(zhì)量；又由于兩錐形套可上下調(diào)節(jié)的安裝 在中心連接罩上，因此可方便調(diào)節(jié)兩錐形套的錐面之間的噴嘴的間隙，從而達到精確控制 氣流量大小的目的，而且安裝方便；又由于該保護罩通過上氣罩與激光頭螺紋連接，其安裝 方便，另外整個保護罩與激光頭是同軸安裝的，因此占用空間小，聚焦的光束從保護罩中心 穿過而不會影響激光加工質(zhì)量。綜上所述，本實用新型所述的用于激光加工的氣體保護裝 置結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，不僅使用成本低，而且能有效確保激光加工質(zhì)量，可廣泛應(yīng)用于各 種激光加工裝置上。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，該實用新型描述的一種用于激光加工的氣體保護裝置，包括上 氣罩1、下氣罩3和位置中間分別與上、下氣罩1、3連接的中心連接罩2，所述上、下氣罩1、3 和中心連接罩2均為上下方向中通的罩體且其上設(shè)有供保護氣體進入的進氣孔5，其中上、 下氣罩1、3均由兩薄壁錐形套6之間留有間隙地相疊組成，所述兩錐形套6之間的間隙形 成供保護氣體通過的氣道且其端面的間隙形成供保護氣體噴出的噴嘴61，所述上氣罩1安 裝在激光頭4的下部。從而形成了上中下三個氣路，通過先開中間氣路排出該保護罩內(nèi)的 空氣后打開上下氣路，使上下形成連續(xù)的氣流罩，保持空氣不會進入中心連接罩2且向下 的氣流持續(xù)吹到激光加工位置，故可防止空氣從上部進入中心連接罩2，有效保護激光加工 位置避免氧化，提供激光的處理質(zhì)量。該實施例的中心連接罩2大體成圓筒狀，它兩端均延設(shè)有兩層大小不等的外螺紋 管21，最外端的外螺紋管21直徑最小，中間的外螺紋管21直徑大于最外的外螺紋管21而 小于中心連接罩2的直徑，三者形成階梯狀。其中，上氣罩1由一個內(nèi)錐形套6A和一個外 錐形6B套組成，內(nèi)錐形套6A的內(nèi)徑與中心連接罩2上端最外端的外螺紋管21的外徑相 同，外錐形套6B的內(nèi)徑與中心連接罩2上端中間的外螺紋管21的外徑相同，這兩個錐形套6的錐面夾角相同且大小最好在90° 120°之間，在錐形套6的圓筒端的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺 紋62，通過該內(nèi)螺紋62與中心連接罩2上的外螺紋管21的外螺紋相旋接而實現(xiàn)將兩者連 接成一體，安裝到中心連接罩2上后內(nèi)錐形套6A與外錐形套6B的兩錐面之間的間隙可根 據(jù)兩錐形套6旋接到中心連接罩2的深度的不同而改變；下氣罩3同樣也由一個內(nèi)錐形套 6A和一個外錐形套6B組成，內(nèi)錐形套6A的內(nèi)徑與中心連接罩2下端最外端的外螺紋管21 的外徑相同，外錐形套6B的內(nèi)徑與中心連接罩2下端中間的外螺紋管21的外徑相同，這兩 個錐形套6的錐面夾角相同且大小最好在60° 90°之間，同樣通過螺紋旋接而連接成一 體，同樣通過改變兩錐形套6旋接到中心連接罩2的深度而改變兩錐面之間的間隙。因此 可根據(jù)需要調(diào)節(jié)兩錐面的間隙即噴嘴61的大小，從而可控制保護其流量的大小，經(jīng)多次試 樣得出最好的噴嘴61寬度為0. 1 1mm。如圖3所示，在中心連接罩2的圓壁上對稱設(shè)有四個貫穿圓壁的進氣孔5，而上、下 氣罩1、3的進氣孔5也同樣對稱設(shè)有四個，上、下氣罩1、3的四個進氣孔5開設(shè)在外錐形套 6B的圓壁上，使用時這些進氣孔5均上可通入氣體的管道。該實施例的上氣罩1的外錐形 套6B的外壁設(shè)有外螺紋63，而在激光頭4的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋41，如圖2所示，通過兩者相 旋接而實現(xiàn)上氣罩1與激光頭4連接，從而將整個保護罩固定在激光頭4上，如此安裝的保 護罩與激光頭4同軸，且在反射聚焦鏡下焦距的范圍之內(nèi)，聚焦的光束從其中心穿過，激光 束和工件都接觸不到保護裝置，而且保護罩能夠跟隨激光束同步移動，不僅不影響激光加 工且能有效利用空間，減少空間占用。準備工作時，先向中心連接罩2的進氣孔5通入Ar氣，大概1分鐘左右，待排出中 心連接罩2中的空氣后，給上、下氣罩1、3的進氣口 5通入Ar氣，氣體從噴嘴61處噴出在 上、下各形成連續(xù)的氣流罩，保持兩端的空氣不進入中心連接罩2，此時可關(guān)閉中心連接罩 2進氣口 5的Ar氣，以節(jié)約氣體；正常工作時，上氣罩1的氣流可保證空氣不從上部進入中 心連接罩2，下氣罩3的氣流保證空氣不從下部進入中心連接罩2，而且下氣罩3同時持續(xù) 吹到激光熔池區(qū)域從而起到保護激光加工工件的作用，因此能達到以最少量的Ar氣，保護 激光加工過程加工點避免氧化，提高激光的處理質(zhì)量。盡管本實用新型是參照具體實施例來描述，但這種描述并不意味著對本實用新型 構(gòu)成限制。參照本實用新型的描述，所公開的實施例的其他變化，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是 可以預(yù)料的，這種的變化應(yīng)屬于所屬權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于包括上氣罩(1)、下氣罩(3)和位 置中間分別與上、下氣罩(1、3)連接的中心連接罩(2)，所述上、下氣罩(1、3)和中心連接 罩(2)均為上下方向中通的罩體且其上設(shè)有供保護氣體進入的進氣孔(5)，其中上、下氣罩 (1、3 )均由兩薄壁錐形套(6 )之間留有間隙地相疊組成，所述兩錐形套(6 )之間的間隙形成 供保護氣體通過的氣道且其端面的間隙形成供保護氣體噴出的噴嘴(61)，所述上氣罩(1) 安裝在激光頭(4)的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述上氣罩(1) 和/或下氣罩(3)的兩錐形套(6)與中心連接罩(2)可上下調(diào)節(jié)的連接，通過兩錐形套(6) 的上下調(diào)節(jié)可改變上述噴嘴(61)的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述上氣罩(1) 和/或下氣罩(3)的兩錐形套(6)以螺紋形式連接于中心連接罩(2)上，通過調(diào)節(jié)螺紋旋接 的深淺實現(xiàn)改變上述噴嘴(61)的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述中心連接罩 (2)的上下兩端均設(shè)有兩個直徑不等的外螺紋管(21)，上述錐形套(6)的內(nèi)壁對應(yīng)設(shè)有與 所述外螺紋管(21)的螺紋旋接的內(nèi)螺紋(62 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述上氣罩(1)/ 下氣罩(3)的內(nèi)錐形套(6A)與上述中心連接罩(2)上端/下端的小直徑外螺紋管(21)相 旋接，外錐形套(6B)與上述中心連接罩(2)上端/下端的大直徑外螺紋管(21)相旋接，通 過內(nèi)錐形套(6A)與外錐形套(6B)相對中心連接罩(2)的旋入深度的不同而實現(xiàn)兩錐形套 (6)的錐面之間形成的噴嘴(61)大小可調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述上氣罩(1) 的外錐形套(6B)的外壁設(shè)有外螺紋(63)，上述激光頭(4)的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋(41)，通過兩 者相旋接而實現(xiàn)上氣罩(1)與激光頭(4)連接成一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述上氣罩(1)/ 下氣罩(3)的兩錐形套(6)的錐面之間距離為0. 1 1mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述上氣罩(1) 的錐形夾角為90° 120°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述下氣罩(3) 的錐形夾角為60° 90°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光加工的氣體保護裝置，其特征在于上述上氣罩(1) /下氣罩(3)的進氣孔(5)均設(shè)置在外錐形套(6B)上，上述上氣罩(1)/下氣罩(3)/中心 連接罩(2)上的進氣孔(5)共設(shè)有四個且均布于所在的圓壁上。
專利摘要本實用新型提供一種用于激光加工的氣體保護裝置，包括上、下氣罩和中心連接罩，兩氣罩和中心連接罩均為上下方向中通的罩體且其上設(shè)有供保護氣體進入的進氣孔，上、下氣罩均由兩薄壁錐形套之間留有間隙地相疊組成，兩錐形套之間的間隙形成供氣體通過的氣道且其端面的間隙形成供氣體噴出的噴嘴，上氣罩安裝在激光頭的下部，從而形成了上中下三個氣路，通過先開中間氣路排出中間空氣后打開上下氣路，使上下形成連續(xù)的氣流罩，保持空氣不進入中心連接罩且向下的氣流持續(xù)吹到激光加工位置保護加工工件避免氧化，而且兩錐形套可調(diào)節(jié)，從而可方便調(diào)節(jié)氣罩的間隙，達到精確控制氣流量大小的目的，能有效確保激光加工質(zhì)量，可應(yīng)用于各種激光加工裝置上。
文檔編號B23K26/12GK201900382SQ20102059989
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者代明江, 佟鑫, 劉敏, 李福海, 陳興馳, 馬文有 申請人:廣州有色金屬研究院