CN101473260B - 激光加工机的激光加工头及其通道的耐腐蚀涂层的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法和激光加工机的一个部件(5)。该部件包括一个由铝制成的基体(10)，在该基体中构造有用于导送铜电离化的水的通道(20，21)。该通道(20，21)具有耐腐蚀涂层(22)。

Description

激光加工机的激光加工头及其通道的耐腐蚀涂层的制造方法

技术领域

本发明涉及激光加工机的激光加工头，该激光加工头包括一个由铝制成的基体，在该基体中构造了一用于导送铜电离化的水(kuperionisiertes Wasser)的通道。本发明还涉及该激光加工机的激光加工头的通道的耐腐蚀涂层的制造方法。

上述激光加工头通过其在激光焊接设备中的应用而被普遍公知。

背景技术

在激光焊接头中，使用铜电离化的水，用于冷却由铜制成的镜。之所以使用铜电离化的水，是为了使得铜镜不发生腐蚀。所述铜电离化的水必须被导送通过上述部件的铝体。通常使用铝，是因为其重量轻，并且激光加工头大多是可运动的部件。此外，铝易于加工且相对便宜。缺点是，铝通过与所述水的接触非常强地腐蚀。相应地，对于铝合金，也是如此。

至今为止，铜电离化的水的导送通过在焊接头的铝体中使用的、很耗费且成本很高的、由不锈钢或者铜制成的管道实现，或者通过在铝体旁导送的软管来实现。但这样的缺点是，这些管道会很容易通过激光的散射、通过弯折或挤压被损坏。此外，塑料软管通过老化会变脆和不密封。

发明内容

本发明的任务是，通过激光加工机的一由铝制成的激光加工头实现铜电离化的水的成本低的且技术上容易实现的导送。

为此，根据本发明的一个方面，提供一种激光加工机的激光加工头，包括一由铝制成的基体，在该基体中构造了一用于导送铜电离化的水的通道，其中，所述通道具有由合成材料制成的耐腐蚀的涂层。

有利的是，所述基体具有用于偏转或者聚焦激光束的镜的容纳部。

有利的是，所述通道具有台阶或者凹槽。

有利的是，所述由合成材料制成的涂层由聚合物组成。

有利的是，所述由合成材料制成的涂层由环氧树脂组成。

根据本发明的另一方面，提出一种用于制造激光加工机的激光加工头的通道的合成材料涂层的方法，其包括以下方法步骤：i)在所述激光加工头的一基体中构造具有较大尺寸的通道；ii)使用耐腐蚀的合成材料对通道进行填充；iii)在硬化的合成材料中加工出具有较小尺寸的通道。

有利的是，被填充的通道在硬化前被置于真空中。

有利的是，所述硬化被热或者冷地进行。

有利的是，该通道被用聚合物浇注。

有利的是，该通道被用环氧树脂浇注。

有利的是，所述合成材料在浇注之前和/或之后短时间地被置于真空中。

本发明具有下述显著优点：

由铝制成的激光加工头可以与施加上的防腐蚀保护(环氧树脂)一起进行铝阳极氧化处理，而在铝阳极氧化处理时涂层不被损坏。环氧树脂特别好地适用，因为其耐温度变化，可简单地被处理且是对于化学稳定的。获得良好的防腐蚀保护。相对于至今为止所采用的由不锈钢或者铜制成的管道减轻了重量。避免了由碍事的软管或其它管道产生的干扰轮廓。减少了组成部件的数目。所述涂层根据所使用的浇注材料具有高的直至约110℃的耐温度变化性。装配成本通过部件的节省而降低。本发明的激光加工头不需要用专机制造。

台阶或者凹槽可以被开设到通道中。结合通用的密封圈(O型圈)，所述通道由此被相对于铝基体可靠地密封。

附图说明

本发明的一个优选实施例在附图中被示意性示出，并且随后参照附图被详细说明。该详细说明针对一激光焊接头的基体。但也可以考虑，在激光加工机的类似组成部分中使用本发明。

图1用于激光焊接的激光加工机的透视图

图2图1所示的激光加工机的激光焊接头的透视图

图3对图2所示激光焊接头沿剖切线III-III剖切的纵剖截面

图4图2所示激光焊接头的一基体的透视图

图5对图4所示基体沿剖切线V-V剖切的纵剖截面

图6对图4所示基体沿剖切线VI-VI剖切的另一纵剖截面

图7用于制造图4所示基体中的通道的防腐蚀防护的、主要的本发明方法步骤的顺序示意图

具体实施方式

由图1可看出一用于激光焊接的激光加工机1的构造。一机器框架2承载了该机器的运动单元以及射束导向系统。该射束导向系统具有一些用于在激光器3中产生的激光束4的偏转镜。

带有一个偏转镜和一个聚焦镜的激光焊接头5可通过两个旋转轴运动并且可在三个方向上运动，以便能够最佳地加工一焊缝6，用于接合两个设置在一个支座7上的部件8和9。部件8和部件9被借助于一个夹具固定。为进行激光焊接，可以向激光焊接头5供给加工气体，如工作气体或保护气体(氦，氩，二氧化碳，氧，氮)，并且所述加工气体可通过一个抽吸装置抽走。

图2涉及激光焊接头5的构造。激光焊接头5的构造在这里不进行详细的描述，因为该构造本身是公知的并且不是本发明的技术方案。在基体10上固定有用于偏转和聚焦激光束的镜。为了冷却这些镜，在基体10中加工有用于冷却液的通道。因此，与基体10连接着一个分配块11，在该分配块上设置有用于冷却液流入和流出的、相应的接头12和13。此外，激光焊接头5还包括一个喷嘴管14和一个喷嘴15。

图3一方面说明了激光束4在激光焊接头5中的射束路径，另一方面示出了基体10上的需要冷却的一个偏转镜16和一个聚焦镜17。喷嘴15和/或喷嘴管14也可以被冷却，以使保护气体不被过强地加热(过强加热对加工不利)，并且减少喷嘴15的磨损。被构造用于基体10、喷嘴15和喷嘴管14的冷却的通道通到每一个部件中，并且为了图面清楚起见不再在图中画出。

图4示出从激光焊接头拆下来的、由铝制成的基体10。基体10主要包括两个用于偏转镜和聚焦镜的容纳部18和19，以及用于冷却液的通道20和21。为了防腐蚀保护，通道20和21设有合成材料涂层22。

根据图5和图6，通道20和21被相同地构造。通道20和21的内面由合成材料涂层22覆盖。

根据图7，在一用于制造基体中通道的防腐蚀保护的方法中，从一个用于基体的由铝制成的坯件23开始。首先，在坯件23中开设一个较大尺寸的通道24。该尺寸的大小根据随后的涂层的所需的壁厚而定。接着，用聚合物25、例如环氧树脂对通道24进行浇注。为了避免气泡，聚合物25在浇注前和/或浇注后短时间地置于真空中。也可以替代地对基体在真空中浇注。这保证了，即使最小的空腔、例如侧凹也被无气泡地浇注。聚合物25的硬化可以冷或热地实现。在已硬化的状态中，聚合物25可以被切削加工。该通道可以被加工到所要求的尺寸。

阶梯状的台阶或者沉凹可以在部件表面上产生耐腐蚀的密封面，在该密封面上设置通用的O型圈，借助于这些O型圈使得通道相对于周围的部件密封。

作为替换方案，聚合物25也可以通过离心铸造方法被施加上。

参考标号表

1    激光加工机

2    机器框架

3    激光器

4    激光束

5    激光加工头

6    焊缝

7    支座

8    部件

9    部件

10   基体

11   分配块

12    接头

13    接头

14    喷嘴管

15    喷嘴

16    偏转镜

17    聚焦镜

18    容纳部

19    容纳部

20    通道

21    通道

22    合成材料涂层

23    坯件

24    通道

25    聚合物

Claims (11)

1.激光加工机的激光加工头(5)，包括一由铝制成的基体(10)，在该基体中构造了一用于导送铜电离化的水的通道(20，21)，其特征在于：所述通道(20，21)具有由合成材料制成的耐腐蚀的涂层(22)。

2.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征在于：所述基体(10)具有用于偏转或者聚焦激光束(4)的镜(16，17)的容纳部(18，19)。

3.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征在于：所述通道(20，21)具有台阶或者凹槽。

4.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征在于：所述由合成材料制成的涂层(22)由聚合物组成。

5.根据权利要求4所述的激光加工头，其特征在于：所述由合成材料制成的涂层(22)由环氧树脂组成。

6.用于制造激光加工机的激光加工头(5)的通道(20，21)的合成材料涂层的方法，其特征在于以下方法步骤：i)在所述激光加工头(5)的一基体(23)中构造具有较大尺寸的通道(24)；ii)使用耐腐蚀的合成材料(25)对通道(24)进行填充；iii)在硬化的合成材料(25)中加工出具有较小尺寸的通道(24)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：被填充的通道(24)在硬化前被置于真空中。

8.根据权利要求6或者7所述的方法，其特征在于：所述硬化被热或者冷地进行。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：该通道(24)被用聚合物浇注。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：该通道(24)被用环氧树脂浇注。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述合成材料(25)在浇注之前和/或之后短时间地被置于真空中。

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