激光切割的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種激光切割機(jī)，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(jìn)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(jìn)氣總管的進(jìn)氣端連接的進(jìn)氣支管；本實(shí)用新型的激光切割機(jī)，進(jìn)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(jìn)氣總管，通過進(jìn)氣總管將輔助氣體供應(yīng)至激光切割頭，因此在進(jìn)行切割工作時(shí)能隨時(shí)替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實(shí)現(xiàn)不同功能，簡(jiǎn)化切割工作，同時(shí)避免因替換氣源而造成的污染和浪費(fèi)；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說明】激光切割機(jī)

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

【背景技術(shù)】
[0002] 激光加工具有許多優(yōu)勢(shì)，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(zhǎng)鍵狀高分子有機(jī)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(duì)移動(dòng)，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(dá) 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(duì)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(jìn)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(jī)通常只設(shè)置有單路進(jìn)氣管，只能實(shí)現(xiàn)單一功能，而切割時(shí) 頻繁地更換輔助氣體氣源或者更換激光切割機(jī)，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(fèi)。
[0003] 因此，有必要對(duì)現(xiàn)有的激光切割機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，使其具有多路進(jìn)氣管，在切割時(shí)能隨 時(shí)替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實(shí)現(xiàn)不同功能，簡(jiǎn)化切割工作，同時(shí)避免因 替換氣源而造成的污染和浪費(fèi)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光切割機(jī)，其具有多路進(jìn)氣管，在切 割時(shí)能隨時(shí)替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實(shí)現(xiàn)不同功能，簡(jiǎn)化切割工作，同 時(shí)避免因替換氣源而造成的污染和浪費(fèi)。
[0005] 本實(shí)用新型的激光切割機(jī)，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(jìn)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(jìn)氣總管的進(jìn)氣端連接的進(jìn)氣支管。
[0006] 進(jìn)一步，所述進(jìn)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(jìn)一步，所述惰性氣體氣源為氮?dú)鈿庠础?br> [0008] 進(jìn)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(jìn)氣端與 所述進(jìn)氣支管連接，所述氣體混合器的出氣端與所述進(jìn)氣總管連接。
[0009] 進(jìn)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(jìn)一步，所述氣體混合器還安裝有報(bào)警器，所述報(bào)警器與所述控制器電連接。
[0011] 進(jìn)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(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的激光切割機(jī)，進(jìn)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(jìn)氣總管，通過進(jìn)氣總管將輔助氣體供應(yīng)至激光切割頭， 因此在進(jìn)行切割工作時(shí)能隨時(shí)替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實(shí)現(xiàn)不同功能， 簡(jiǎn)化切割工作，同時(shí)避免因替換氣源而造成的污染和浪費(fèi)；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方 便，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

【專利附圖】

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

【具體實(shí)施方式】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示：本實(shí)用新型的激光切割機(jī)，包括激光 發(fā)生器、激光切割頭1、工件臺(tái)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(tái)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(jìn)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(jìn)氣總管2的進(jìn)氣端連接的進(jìn) 氣支管3 ;激光切割頭1開有進(jìn)氣口，進(jìn)氣總管2的出氣端固定連接在該進(jìn)氣口，另一端即 進(jìn)氣端與進(jìn)氣支管3相連；進(jìn)氣支管3的數(shù)量視具體工藝情況而定；進(jìn)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(jìn)氣總管2,通過進(jìn)氣總管2將輔助氣體供應(yīng)至激 光切割頭1，因此在進(jìn)行切割工作時(shí)能隨時(shí)替換輔助氣體氣源或者混合多種輔助氣體以實(shí) 現(xiàn)不同功能，簡(jiǎn)化切割工作，同時(shí)避免因替換氣源而造成的污染和浪費(fèi)。
[0016] 本實(shí)施例中，所述進(jìn)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(shí)，適宜使用氧氣作為鋪助氣體，激 光氧氣切割時(shí)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(diǎn)，使鋼板加 熱，帶來放熱反應(yīng)，使區(qū)域溫度達(dá)到熔點(diǎn)，熔化的金屬被吹風(fēng)吹出去，與材料脫離，最終形成 一個(gè)平滑、帶有氧化層的切割表面；切割易燃材料時(shí)，可采用惰性氣體，能有效防止材料燃 燒。
[0017] 本實(shí)施例中，所述惰性氣體氣源32為氮?dú)鈿庠?；氮?dú)饧す馇懈顣r(shí)材料完全依靠 激光能量熔化，氮?dú)獯党銮锌p的同時(shí)因?yàn)榈獨(dú)獠换顫姷幕瘜W(xué)特性、避免了不合適的化學(xué)反 應(yīng)；熔點(diǎn)區(qū)域溫度相對(duì)較低，加上氮?dú)獾睦鋮s、保護(hù)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(shí)必然的氧化層。
[0018] 本實(shí)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(jìn) 氣端與所述進(jìn)氣支管3連接，所述氣體混合器4的出氣端與所述進(jìn)氣總管2連接；此時(shí)，氣 體混合器4作為進(jìn)氣總管2與進(jìn)氣支管3的連接中介，能有效對(duì)氣源進(jìn)行選擇，并能使氣體 按照特定比例混合均勻。
[0019] 本實(shí)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(jì)算機(jī)編程完成對(duì)輔助氣體類型、輔助氣體類型壓強(qiáng)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(cè)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(jìn)氣支管3的進(jìn)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(shí)現(xiàn)多種氣源的混合。
[0020] 本實(shí)施例中，所述氣體混合器4還安裝有報(bào)警器44,所述報(bào)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(cè)到的氣體壓力，當(dāng)壓力超出或者低于設(shè)定 值時(shí)，向報(bào)警器44輸出信號(hào)，報(bào)警器44發(fā)出報(bào)警聲，以提高切割工藝的安全性。
[0021] 本實(shí)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(qiáng)。
[0022] 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)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(duì)本 實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范 圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)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(jī)，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(jìn)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(jìn)氣總管（2)的進(jìn)氣端連接的進(jìn)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(jìn)氣總管（2)進(jìn)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(jī)，其特征在于：所述進(jìn)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(jī)，其特征在于：所述惰性氣體氣源（32)為氮?dú)鈿?源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的激光切割機(jī)，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(jìn)氣端與所述進(jìn)氣支管（3)連接，所 述氣體混合器（4)的出氣端與所述進(jìn)氣總管（2)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光切割機(jī)，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(jī)，其特征在于：所述氣體混合器（4)還安裝有報(bào) 警器（44)，所述報(bào)警器（44)與所述控制器（41)電連接。
【文檔編號(hào)】B23K26/38GK203875486SQ201420168111
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:重慶市光學(xué)機(jī)械研究所