CN102292188A - 用于提高机加工过程可靠性的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种方法用于提供对抗机头中损伤的保护，其中机头通过喷嘴3沿着要处理工件的光轴发射透明液体射流引导的激光束，对此提出权利要求。该方法包括如下步骤：首先在液体水射流（WJ）之前将盲钢板（保护板20）固定在保护室（10）的前方。然后，启动透明液体射流（WJ）引导激光束（LB），它打在盲钢板（20）坯料上并在盲钢板坯料中钻出一穿孔。该穿孔（23）的尺寸基本对应于透明液体射流（WJ）引导的激光束（LB）的横截面。有穿孔（23）的钢板（20）提供有精确布置在光轴上的穿孔（23）的保护板（20）。因而不需要进一步的对齐。还对利用被引导在透明液体射流（WJ）中的激光束（LB）处理工件的装置提出权利要求。该装置包括激光头，它有用于产生液体射流（WJ）引导的激光束（LB）的耦合单元（CU），安装在耦合单元（CU）出口（5）上的保护室（10）和可更换地固定在第1室（10）和与第1室（10）出口（15）有一定距离安装的保护板（20），该板有用作引导激光束（LB）的透明液体射流（WJ）通道的孔（23）和保护第1室（10）的出口（15）免受从处理工件飞溅出来的碎屑的伤害。

Description

用于提高机加工过程可靠性的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于提高工件的机加工工艺可靠性的一种方法，所述的机加工工艺包括如下步骤：

a）通过经过机头的喷嘴喷出液体，沿着到工件的光轴发射透明液体的射流，

b）通过耦合单元将激光束耦合到所述液体射流中以便产生液体射流引导的激光束，

c）通过所述液体射流引导的激光束机加工所述工件。

另外，本发明涉及用于执行所述机加工工艺的一种装置，包括

a）机头，它有耦合单元用于将激光束耦合到液体射流中以便产生液体射流引导的激光束，

b）机头的出口，液体射流引导的激光束通过它离开机头用于处理工件，

c）保护屏，可更换的固定到机头并安装在离所述出口一定距离处且有穿孔作为引导液体射流的激光束的通道。

背景技术

从US5,902,499号（Synova）已知,用于烧蚀材料（特别是用于切割不同类型的材料）有足够高能量的激光束如何能被耦合到水射流中（或任何合适的透明液体介质的射流中）。激光以与光束在光纤中相同的方式在水射流中被光学引导并以基本对应水射流直径的有效直径冲击工件。

所谓LMJ^?技术的主要部件包括聚焦激光束的透镜系统，相对较薄的高压水室（也称为耦合单元），和有小直径的喷嘴，典型的喷嘴直径是20到150微米。除了它的引导特性，水射流用作工件机加工部分的冷却介质和用非常有效的方式除去烧蚀的材料，得到非常好的机加工质量。

从WO 2006/050622号专利（Synova公司的）已知,为了获得高质量的切割和有效的机加工,水射流的稳定性发挥关键的作用。水射流的一个重要特征是它的相干长度，即在该运动距离内射流是保持层流状态的。这也是水射流有其最好的光引导特性的区域。只要将工件设置在喷嘴和相干长度之间微机加工是可能的。这个距离称为工作距离。

已知工作距离是约1000倍喷嘴的直径。由于喷嘴直径是在20到150微米范围内，所以工作距离变化在约20mm到150mm之间。虽然这样的距离完全适合大多数的机加工方法，但是有某些特殊的应用，它们需要将工件放到更靠近喷嘴。从理论的观点，关于从喷嘴到工件的最小距离没有限制。但是，经验表明有时会发生如下现象。

1. 由于作为与工件互相作用的结果的反馈效应，水射流稳定性扰动。水射流的扰动可能部分与表面波（振荡）的产生有关。这些振荡可能在垂直方向朝喷嘴扩散。它甚至可能到达喷嘴口。

2. 烧蚀材料吸入和它在喷嘴的背侧上的沉积。冲击的水射流有很高的速度，在射流周围产生压降，这导致吸入来自烧蚀材料的颗粒。来自烧蚀材料的颗粒也可能到达喷嘴口区。

3. 在工件机加工过程中，反射回来的激光和等离子体光。

由于这些现象，与较长工作距离相比常常缩短喷嘴的寿命，而对于短的工作距离水射流的稳定性比期望差。当需要有高光能的激光束时这些效应特别是个问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述先有技术的问题和提供一种方法和机器，它工作在有液体射流引导的激光束的高度稳定性以及更好的喷嘴寿命的提高的激光能量水平上。

按照权利要求书第1项通过下列步骤获得该问题的解决：

a）在发射所述透明液体射流之前在机头的前方安装一块盲保护屏坯料，

b）产生所述液体射流引导的激光束并将它冲击到盲保护屏坯料上,

c）通过液体射流引导的激光束在盲保护屏坯料中钻出一个穿孔，所述穿孔有允许液体射流引导的激光束无障碍通过的最小尺寸。

首先在发射所述透明液体射流引导的激光束之前在机头的前方安装一块盲保护屏坯料。“盲”意味着保护屏没有用于液体射流的穿孔。（尽管如此，保护屏坯料可以有用于其他目的的某些孔或开口。）将保护屏固定在机头的前方从而在机头和该屏之间有很确定的和坚固的机械连接。该机械连接确保机头的快速运动、振动或类似情况不能改变在保护屏和机头之间的几何关系。

接着发射透明液体射流引导的激光束（即开动机器进行工作）。因为保护屏没有用于液体射流的穿孔，所以液体射流引导的激光束冲击到盲保护屏坯料上。为了使液体吸收的激光束最少,液体对激光束的波长是透明的。该液体优选的是水或有低吸收系数的某液体从而使在液体射流中运行的激光束基本上不损失能量。

第三通过液体射流引导的激光束在盲保护屏坏料中钻出一个穿孔。因为保护屏的位置相对机头（因而相对液体射流引导的激光束）是固定的,所以该穿孔的尺寸基本对应于透明液体射流的横截面。该有穿孔的保护屏用作液体射流低成本和精确的保护屏。该穿孔有允许液体射流引导的激光束不被阻碍的最小横截面。

这种方法提供一种成本有效的方式来降低如下的风险：工件的烧蚀材料被沉积在机头的前面和可能将这样的烧蚀材料输送到机头内以及可能如沉降在喷嘴上。因为该穿孔是在现场钻的（即它是在把板固定到机头之后生成的）所以它是自动地与液体射流的轴线对齐。虽然该穿孔几乎与水射流一样的小但是它不需要装设对齐机构。

如保护屏的厚度是足够的薄那么钻孔将很快。可以不时地更换该屏。更换不需要用户特殊的对齐技巧。

一旦完成钻出所述穿孔的步骤基本上无需中断就可开始工件的处理。钻孔可能花费小于1秒的时间（如十分之几秒）。

特别是，在钻孔完成之后不需停止液体射流。在正常的情况下只要将激光束中断一段短的时间以便能将机头移动到所需的工作地点。

按照本发明的优选实施例聚焦透镜系统将激光束聚焦到喷嘴中，喷嘴产生冷却的液体射流。这样相对透明的液体射流稳定了激光束的焦点。已经发现在使用高能激光时在操作中激光焦点平面可能改变它的位置。轻微的不对齐可能导致液体射流的不稳定和长期运行时最后损坏喷嘴。

从 WO 2006/050622号（Synova）专利已知引导激光束的透明液体射流优选地用气流包围。通过喷嘴后面的第1室做到这一点。通过侧壁（即外周壁）中的入口将气体注入到第1室中同时使液体射流运行通过该室的中心并与气体一起通过气体喷嘴排出。按照本发明的优选实施例发射引导激光束的透明液体射流（它用所述气流包围）穿过第2室（保护室）。第2室或多或少是封闭的但开口到周围环境以便避免可能导致碎屑回传到液体射流喷嘴的压力差。保护室的作用如碎屑（即烧蚀材料等）的缓冲器和也作为对抗水珠堆积的保护，它也可能干扰水射流。

通过被引导在透明液体射流内的激光束来处理工件的装置有一个机头，机头包括耦合单元用于将激光束耦合到液体射流中以便产生液体射流引导的激光束。该机头有出口，通过出口液体射流引导激光束离开机头用于机加工该工件。保护板可更换地固定在机头并与所述出口相隔一定距离安装和有穿孔用于液体射流引导的激光束的通道。在现场钻出该穿孔因而有允许液体射流引导的激光束无阻碍通过的最小尺寸。

耦合单元基本上可以包括透明液体室，该室有激光束的进入窗口和有用于产生透明液体射流的预定直径的喷嘴。用这样的方式将喷嘴设置在进入窗口的对面，使激光束在进入喷嘴的狭隘处之前仅通过液体室很短的距离。

优选地将第1室安装在喷嘴附近并在它的下游。它有液体射流引导的激光束的入口和出口（嘴部件）。可以用这个室作为保护室或作为用气体护套包围液体射流的室。

将保护屏可更换地固定在第1室（即到该室的前面）。“可更换的”意思是在机加工工件时有螺钉、螺栓或坚固的夹具将保护板夹持在位置上，和可以用手或工具（螺丝刀等）打开或闭合螺钉、夹具等以便用新的盲板更换用过的保护板。将保护屏安装在离第1室的出口有一定距离处和有孔作为透明液体射流引导的激光束的通道和用于保护喷嘴免受从处理的工件飞溅出来的碎屑的伤害。保护屏有稳定液体射流的效果，这导致更好的机加工质量（高的精度）。

在保护屏中的孔其直径在喷嘴直径的范围内。在使用时该穿孔可能会慢慢地扩大。一般来说它不会大于喷嘴直径的三倍。在现场刚钻好孔之后该穿孔的直径通常可能大一些，高至10%。（液体射流的直径通常略为比喷嘴的直径小一些）。因为保护屏不是很结实,经过一段时间之后该孔将被连续磨损。通常该穿孔的直径可以是液体射流直径的1.5-2.0倍。但是即使在这种情况，保护屏的效果是很显著的。通常在更换喷嘴的同时更换该保护屏。

保护屏优选地由不锈钢制成并有厚度最多为0.3mm，更优选地是约0.1-0.2mm。该钢不必是高质量的。保护屏的材料和它优选的厚度取决于激光的功率。应相对激光功率计划选择厚度和质量从而使穿孔可在小于1秒钟内钻成，优选地小于0.5秒和最优选地约为0.1-0.2秒或更小。当使用平均功率为200W的激光时，盲保护屏可以有0.3mm的厚度。

如果希望更耐用的保护，保护屏的厚度可以更大。也可能选择不同的金属例如氧化铝（Al₂O₃）。只要有足够的热阻也可以选择非金属材料。例如热阻塑料，如PEEK（聚醚醚酮）。另外保护板可以是织物或由纤维制成同时可以使用金属和塑料。

保护屏优选地是保护板，特别是钢板。保护板有平的优点。因而这样的保护板的制造是简单而成本低的。

另一种是，保护屏是弯曲的或有不同于平的几何形状。同样可以想象有象屏样的板，平的或弯曲的，有不同的厚度。厚度可以成阶梯状或连续地变化。

喷嘴的直径一般不大于150μm（微米），优选地小于100μm。本发明最常用的喷嘴直径是在约80μm或以下的范围内，因为常规的保护测量很难应用于小的直径或者是效果较差。（与指定的喷嘴直径如15%的偏差是仍在“约80μm”的范围内）。

可用任何方式固定保护屏，它提供该屏和机头之间刚性的连接。最有利的是装设如带冲孔的盲保护屏。设计该孔用于装配在连接到机头的螺栓（如2个螺栓）上。该机头可以有合适的孔用于插入和固定螺栓或螺钉。然后可用螺钉固定该屏不需任何精确的定位。该冲孔可以有几毫米的直径和在该孔和螺栓之间可以有十分之几毫米的间隙。要点是初始固定的屏是盲的因而不需任何特别的调节或与液体射流对齐，因而可用螺钉将屏固定在任何位置。

如果更换喷嘴（因为磨损），那么也更换保护屏。按照本发明的优选实施例，用这样的方式构造机头使保护屏（在固定之后）相对喷嘴是在刚性的几何位置中。因为穿孔是这样的细液体射流路径的微小变化可能造成穿孔边界的一部分被（强大的）激光束钻掉。

优选的第1室是气体室，将它安装在液体射流喷嘴附近和喷嘴的下游。气体室有液体射流引导的激光束入口、气体入口和用气体护套包围液体射流引导的激光束的气体喷嘴出口。

最初钻入到保护屏中孔的直径比水射流直径大约10%。气体“层”（如氦）即从气体喷嘴发射的包围水射流的圆筒形气体流是约20-40um厚。在机加工过程中该孔的直径逐渐增加。令人惊奇地已经发现保护屏中的孔对液体射流的动态特性没有大的影响。

装置可以包括设置在第1室附近和其下游的保护室。保护室是比较平的和在周边壁中放空。保护室的厚度约为10mm但可以小一些（5-10mm）。

保护室优选地有漏斗状部分，它狭窄的终端相对透明液体射流引导的激光束指向上游。使漏斗的宽的终端指向下游和接着一个通道。漏斗的设计保证被辅助气体包围的水射流的稳定运动。（“上游”指的是朝向喷嘴和“下游”指的是朝向工件）。

保护室可以有深度（即平行于透明液体射流引导的激光束方向的尺寸）不大于约10mm。通道的设计保证被辅助气体包围的水射流的稳定运动。

保护室的前端面被有利地加工成锥形以便形成凹进或压坑。可将保护屏固定在锥形凹进的边缘从而在保护屏和锥形凹进之间有通道（自由空间）。通道可以在保护屏的两侧上从而在钻穿孔时水可以很容易地流走。

当为聚焦透镜系统使用冷却系统时对透镜系统的周边和/或前面提供温度稳定性。

下面描述优选的实施例和权利要求的组合，包含了本发明进一步有利的特性和效能。

附图说明

用于解释说明本发明细节的各图表示如下的各方面。

图1a表示连接到保护室的保护屏的横剖面，保护室连接到水射流引导激光技术中所用的耦合头，

图1b表示图1a放大的剖面，

图2a表示没有保护板的保护室的底侧，

图2b表示耦合单元与同它连接的保护屏的底侧，

图3a-c表示按照本发明在保护屏中钻孔的方法。

在各图中相同的参考数字指定同一部件。

具体实施方式

图1表示保护板20形式的保护屏和安装在使用水射流技术的耦合单元CU上的本发明的保护室10的横剖面。在WO 2006/050622号（Synova）专利,特别是图6中,可以找到这个耦合单元CU的详细描述。为了更好地理解,给出耦合单元CU的简短摘要：沿着光轴OA传播的激光束是通过窗口2发送并耦合到由喷嘴3产生的细的水射流中。通过完全内部反射，与玻璃纤维相似，水射流引导激光束。由喷嘴3产生水射流和它的轴线还与光轴线OA一致。喷嘴3之后水射流引导的激光束通过气体室4，在那里围绕水射流加上气体护套使（圆筒形）水射流的表面更加稳定。用气体护套包围的水射流引导激光束通过耦合单元CU的开口5。

图1b更详细表示图1a中划出的框框AA的放大剖面。它主要表示保护室10和保护板20。

保护室10主要有盘形的形状在其中心有圆筒形的通道11。通道11有与光轴OA一致的转动对称的轴线。将保护室10安装在耦合单元开口5的前面和通道11与水射流一致。由内管12构成通道11。上游，即朝向耦合单元CU，通道11终止在小漏斗中，小漏斗的作用如水射流引导的激光束的入口17。在相反端，下游，通道11终止在更大的漏斗中，它有通道11锥形出口15的形状。通过外圆筒壁13将保护室10连接到耦合单元CU。在外壁13和内管12之间有空腔14，它有开口朝向耦合单元CU。用那种方式空腔14和激光LH组成空室。与同耦合单元CU接触的外壁相反，内管不接触耦合单元CU。因而在管12和耦合单元CU之间有小的间隙18。这个间隙18能调节空腔14和通道11之间的压力。

水射流引导激光束通过入口17进入通道11。通过通道11时水射流不接触通道11的壁16而通过通道11的出口15离开保护室仍与气体护套接触。通道11的直径大体上大于产生水射流的喷嘴的直径和可以与耦合单元CU的开口5有相同的尺寸。通道11的直径约为200-600μm，优选地约为500μm。喷嘴的直径和通道11的直径之间没有直接的联系。出口15和通道11一起保护耦合单元CU免受烧蚀材料小颗粒的伤害,因为小颗粒可能被吸入到耦合单元CU的开口5中。还有,通道11防止水射流的扰动，这种扰动可能由于作为水射流和工件（未表示）互相作用结果的反馈效应。

保护板20是矩形的薄金属板，将它安装在保护室10的前面（即保护室的下游）和垂直于光轴线OA。保护板20的上主表面与保护室10外壁13的下端13a接触。而保护板20的下主表面朝向工件（未表示）。保护板20是由不锈钢制成和有厚度优选地约为100μm。通过2个螺钉21和22在矩形区域的每一侧拧入到保护室10外壁13的下端13a中将保护板20固定在位置中。在保护板20的中心有孔23，它与光轴OA一致。用水射流引导的激光束现场生成该孔和它的直径略为大于水射流的直径。用这种方式使水射流引导的激光束经过孔23无障碍地通过保护板20。

图2a表示没有连接保护板20的保护室10底侧。固定保护板20的螺钉21和22已经拧入到保护室10外壁13的下端13a中。两个螺钉21和22之间的距离大于通道11的锥形出口15。

图2b是与图2a相同的保护室10的图，但是有保护板20与它连接。保护板20的尺寸是这样，矩形保护板20的较长侧20a大于通道11的锥形出口15而较短侧20b小于通道11的锥形出口15。因而在保护板20较长侧20a的每一侧有开孔15a和15b共2个，在保护板20和锥形出口15之间形成开放的空间。通过夹紧作用在保护板20较短终端20b处2个螺钉21和22将保护板20固定在位置中。

水射流非常高的速度造成水射流周围压力降低，从而导致吸入烧蚀材料的颗粒。由于保护板20的孔23的直径很小，由于压降朝向水射流吸入的空气流过两个开孔15a和15b而不是通过孔23。但是没有烧蚀材料将找到它通过这些开孔15a和15b的路径因而它不能到达耦合单元CU的开孔5或通道11的锥形出口15。

图3a到3c表示在保护板20中制作孔23的步骤。如在图3a中所示，最初当安装在保护室10时保护板20是单个盲薄板，在它的中心没有孔。首先通过两个螺钉21和22将保护板20固定在保护室10的底部。

接着，如在图3b中所示，打开水射流WJ引导的激光束LB。它沿着光轴OA传播并经过通道11通过保护室10。激光束LB立刻在正确的位置上精确地在保护板20中钻出孔23，如在图3c中所示（现场钻孔）该孔与通道11和光轴OA对准。无论如何，在孔23钻成之前水射流WJ被保护板20推挡的水可通过两个开孔15a和15b离开在保护板20和保护室10的锥形出口15之间的空间。钻成后的孔23其直径约比水射流WJ的直径大约10%因而它不会影响水射流WJ的流动动态特性。现在，耦合单元CU与保护室10和保护板20一起已经准备好用于切割；无需进一步对准或必须采取其他的配置。

为了钻出孔23水压（供给耦合单元CU的水泵的压力）給定在对应实际工艺操作条件的数值。另外用与没有任何保护板20而进行时相同的方式执行激光束LB相对耦合单元CU开孔5的光学对准。将激光参数（即脉冲重复率、平均功率等）给定在与实际加工条件对应的值。

保护板20给耦合单元CU提供补充的保护对抗烧蚀材料的污染。还有它保护耦合单元CU免受反射回来的激光/等离子光的损害。

虽然优选的实施例表示将保护室连接到特定的耦合单元，在那里由气体护套包围水射流，但是本发明并不限制于这样特定的耦合单元CU。按照本发明可将保护室连接到当它输出时激光束被引导在水射流中的任何耦合单元。

按照本发明由保护室和保护屏保护的激光头用于切割硬的材料时工作特别良好。但是，在切割软的材料如黄铜或铜时也获得良好的结果。

保护屏的厚度主要受限于安装它所需的最小硬度这一方面：一方面，如果它太薄使保护板变得太容易弯曲因而不能容易处理。另一方面，它受到用激光束在屏中钻出孔所需时间的限制：如果它太厚激光束LB在屏中钻出孔所需的时间太长。优选地这样选择厚度，使钻孔的时间小于1秒（如0.1-0.5秒）。

可以分开使用保护室以及保护屏。如果没有保护室时使用保护屏,那么将把保护屏直接连接在耦合单元的底部在它出口的前面。在这种情况下在耦合单元的出口和保护屏之间将生成一个开放的室。用这种方式在钻成孔之前水可以流走。

除了使用没有保护室的保护屏或者相反，本发明还不局限于在例子中描述的耦合单元。这尤其意味着围绕水射流的气体护套确实是优选的但完全不是必要的。

保护屏的形状不必是矩形的。其他形状也是可能的。特别是可以应用圆形、椭圆形或方形的保护屏。由于保护板固定到保护室或激光头所用的机构, 这包括特殊的形式。矩形有造价非常低的优点。

可以用不同的方法将保护屏连接到保护室或耦合单元。可以使用插销或按扣机构代替螺钉，在那里一旦插入保护屏就可将其夹持在位置中。还有可以用锡焊或粘胶将保护屏连接到保护室或激光头，或把它们制作成一件。在这种情况下也是在第1次使用时将孔钻入到保护屏中,如果将保护屏永久地固定在保护室或激光头上，那么它只可能分别与保护室或激光头一起更换。保护屏应该用这样的方式连接，在操作时它不可能移动或错开。

在保护屏的孔直径变得太大的情况下，可以使保护屏侧向移动来代替更换保护屏，这种方式使现有的孔偏离水射流/激光束的光轴中心。而当将有一个新的保护屏时同样应用钻新孔的方法。

另外平的钢板也可能是保护屏的最简单的实施例，可以想象不同的几何形状、板状或体积大的结构。例如可以构造该屏分别装配到耦合单元或保护室，当使用某一个时。还能想象可使保护屏中将要钻成孔的区域周围比其他地方要薄。用这种方法用激光束可以很容易钻出孔，而离开孔的较厚区域为保护屏提供足够的稳定性。

还有为了提高激光头的性能，可以冷却将激光束聚焦到水射流中的聚焦透镜。用液体，特别是水，或者用气体可以冷却透镜。冷却透镜可以或者通过冷却透镜支架间接进行，或者通过冷却透镜至少一个表面直接进行。

Claims (16)

1.用于提高工件的机加工工艺可靠性的方法，所述的机加工工艺包括如下各步骤，其中：

a）通过经过机头（LH）的喷嘴（3）喷射液体，沿着到工件的光轴（OA）发射透明液体射流（WJ），

b）通过耦合单元将激光束（LB）耦合到所述液体射流（WJ）中以便产生液体射流（WJ）引导的激光束（LB），

c）通过所述液体射流（WJ）引导的激光束（LB）机加工所述工件，

其中用于提高可靠性的方法包括如下步骤：

d）在发射所述透明液体射流（WJ）之前在机头（LH）的前面固定一块盲保护屏坯料（20），

e）产生所述液体射流（WJ）引导的激光束（LB）并将它冲击到盲保护屏坯料（20）上，

f）通过液体射流（WJ）引导的激光束（LB）在盲保护屏坯料（20）中钻出一个穿孔（23），所述穿孔（23）的最小尺寸允许液体射流（WJ）引导的激光束（LB）无阻碍通过。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于机加工所述工件的步骤基本上没有中断地跟在钻穿孔（23）的步骤之后。

3.按照权利要求1所述的方法，包括冷却将激光束（LB）聚焦到所述耦合单元中的聚焦透镜系统（2）从而相对液体射流（WJ）稳定激光束（LB）的步骤。

4.按照权利要求1所述的方法，包括如下步骤：

a）在喷嘴（3）之后的第1室（4）中用气体射流包围透明液体射流（WJ）引导的激光束（LB）和

b）发送用所述气体射流包围的透明液体射流（WJ）引导的激光束（LB）通过第2室（10）。

5.通过液体射流（WJ）引导的激光束（LB）机加工工件的装置，包括：

a）机头（LH），具有耦合单元用于将激光束（LB）耦合到液体射流（WJ）中以便产生液体射流（WJ）引导的激光束（LB），

b）机头的出口（5），液体射流（WJ）引导的激光束（LB）通过该出口离开机头（LH）用于机加工该工件，

c）保护屏（20），可更换的固定到机头（LH）并安装在离所述出口（5）一定距离处且有穿孔（23）用作引导液体射流（WJ）的激光束（LB）的通道，

其特征在于

d）所述穿孔（23）的最小尺寸允许液体射流（WJ）引导的激光束（LB）无阻碍通过。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于保护屏（20）是由钢制成，优选的是不锈钢，和特征在于保护屏（20）优选地是保护板且有厚度最大为0.3mm。

7.按照权利要求5或6所述的装置，其特征在于机头（LH）包括用于产生所述液体射流（WJ）的喷嘴（3），其直径在20和150μm之间，优选地是直径不大于约60μm。

8.按照权利要求5到7其中一个所述的装置，其特征在于通过螺钉（21，22）将保护板（29）固定到机头（LH）。

9.按照权利要求5所述的装置，其特征在于耦合单元包括液体射流喷嘴（3）、安装在液体射流喷嘴（3）附近和在其下游的第1室（4），所述第1室（4）有液体射流（WJ）引导的激光束（LB）的入口、气体入口和用于由气体护套包围液体（WJ）引导的激光束（LB）的气体喷嘴出口。

10.按照权利要求5所述的装置，其特征在于耦合单元包括有激光束进入窗口和液体射流喷嘴（3）的液体室，喷嘴（3）有预定的直径用于产生液体射流（WJ），将所述液体射流喷嘴（3）布置在进入窗口的对面。

11.按照权利要求5所述的装置，其特征在于它包括设置在第1室（4）附近和在其下游的保护室（20），所述保护室（20）是平的并在周边壁处放空。

12.按照权利要求9所述的装置，其特征在于所述保护室（20）有漏斗部分，它的窄端（17）相对透明液体射流（WJ）引导的激光束（LB）指向上游而它的宽端指向下游并跟着通道（11）。

13.按照权利要求10所述的装置，其特征在于保护室（20）有平行于透明液体射流（WJ）引导的激光束（LB）方向的深度，深度不大于约10mm，优选的是在5-10mm之间。

14.按照权利要求5所述的装置，其特征在于保护室（20）的前端面（15）是锥形的和将保护板固定到开放端和提供开放的空间到该板的侧面。

15.按照权利要求5所述的装置，其特征在于用于将激光束（LB）聚焦到喷嘴（3）开口中的聚焦透镜系统（2）装有冷却系统。

16.按照权利要求15所述的装置，其特征在于冷却系统对透镜系统（2）的周边和/或前面提供温度的稳定性。

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