CN113751900B - 一种水导激光打孔系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水导激光打孔系统及方法，该系统包括激光发生器、耦合水腔、控制装置，根据实时监控装置、气液耦合室、高压水泵、压气机和用于放置待加工工件的工作台，所述气液耦合室为与喷嘴喷出水射流同轴的圆柱形腔室，圆柱形腔室大直径大于水射流的直径，以在水射流和圆柱形腔室内壁之间形成气道；所述圆柱形腔室四周设有与其内壁相切的进气通道，进气通道通过管道或者直接与压气机相连，进气通道沿着水射流方向向下倾斜设置，使得压气机提供的压缩气体以切线向下的方进入气道内，形成包裹水射流向下走的螺旋气流。本发明通过螺旋气流大幅度提高了对水射流的约束，提高了水射流的稳定性，从而提高水射流的有效打孔深度，大大降低成本。

Description

一种水导激光打孔系统及方法

技术领域

本发明属于水射流激光复合加工领域，涉及一种水射流打孔方法，具体涉及一种水导激光打孔系统及方法。

背景技术

随着电子、航空航天、汽车、半导体等领域的快速发展，对各种电子元件以及关键零部件的要求越来越高，这也对电子元件及零部件的的生产方法和设备提出更高的要求。对于传统的激光打孔技术存在着不可克服的缺点，比如：打孔锥度大、孔边缘容易产生裂纹和重铸层、金属或材料的热影响区域大等。而水导激光加工技术是以水射流引导激光束对待加工工件进行切割的复合加工技术。水导激光是利用水束光纤传导激光束的特性，由于水的折射率大于空气，当聚焦光束在水束的空气及液体交界面满足全反射临界条件时，形成的水束光纤能将其内部发生全反射的聚焦光束限制在水束中，激光在水束内部由于全反射作用沿水束光纤传播到待加工工件的表面，在激光烧蚀和熔融工件表面的同时，微细水束冲击工件去除材料并进行工件的冷却，从而完成对工件的加工。而水导激光则没有传统激光打孔技术的缺点。由于微水射流具有一定的冲击和冷却效应，能够冲刷激光所产生的熔融物质和切屑，使加工断面平整，没有明显的重铸层，降低热影响区、减小微裂纹的产生，显著提高了加工质量。

现有的水导激光加工系统虽然有许多优点，但还是存在一定的缺陷。具体可以概括为以下四点：

1、喷嘴直径小，且在形成水柱过程中存在缩水现象，激光与水柱耦合困难，光束与喷嘴中心对中稍有偏差就会烧坏喷嘴；

2、光束聚焦过程中调节非常复杂，聚焦质量差，耦合效率降低，导致水导激光打孔效率低；

3、水导激光耦合头复杂，耦合头调节困难。耦合头价格高，限制了水导激光技术的推广与产业化应用；

4、水导激光打孔速度快，打孔过程调节困难。

专利CN 212286359 U公开了一种气流体约束水射流发生装置，包括聚焦透镜、座体、激光窗和水喷嘴，聚焦透镜设于座体的激光入射侧，激光窗和水喷嘴沿着激光传输方向依次设于所述座体中，且所述激光窗和水喷嘴之间的座体内设有高压水腔，在所述水喷嘴远离激光窗一侧的座体内设有贯通的气腔，且所述气腔靠近所述水喷嘴的一端设有进气道，激光光束经聚焦透镜聚焦射入座体中且焦点位于水喷嘴处。该技术利用气流体约束水射流，能够有效减少水射流表层的空气密度，降低了水射流边缘与空气之间的卷吸作用，且气相流体对水光纤施加径向的约束力，提高了水射流的稳定性。虽然气流对水射流具有一定的约束作用，但是提高水射流稳定性有限。

针对以上缺陷，本发明使用是液体变焦透镜，可以改变液体变焦透镜的电压调节激光束在Z轴方向的位置，代替光斑Z轴方向调节机构，降低耦合头的复杂程度，降低耦合头的价格。现在我们提出了一种水导激光打孔系统及方法，用来解决上述多种问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，设计出一种能够降低水导激光耦合头的复杂程度，提高水导激光水射流的稳定性和实时监控激光打孔过程并及时控制其它装置控制打孔过程。本发明的另一个目的在于提供一种气流体约束水射流的技术，进一步提高水射流的打孔穿透能力，提高打孔尺寸控制精度，使得在相同打孔精度和深度要求下，所需水射流的压力降低，从而大大降低水射流打孔加工成本。

为了实现上述目的，本发明设计了一种水导激光打孔系统，包括激光发生器、耦合水腔、气液耦合室、高压水泵、压气机和用于放置待加工工件的工作台，其特征在于：所述激光发生器、耦合水腔、气液耦合室和工作台沿着激光光路方向依次设置，使得激光发生器所发出的激光能依次穿过耦合水腔、气液耦合室到达待加工工件；所述耦合水腔上设有与高压水泵相连的进水通道，在气液耦合室和耦合水腔之间设有与激光光路同中心线设置的喷嘴，所述气液耦合室为与喷嘴喷出水射流同轴的圆柱形腔室，圆柱形腔室大直径大于水射流的直径，以在水射流和圆柱形腔室内壁之间形成气道；所述圆柱形腔室四周设有与其内壁相切的进气通道，进气通道通过管道或者直接与压气机相连，进气通道沿着水射流方向向下倾斜设置，使得压气机提供的压缩气体以切线向下的方进入气道内，形成包裹水射流向下走的螺旋气流。

进一步地，所述进气通道有多个，多个进气通道均布分布在气液耦合室的四周，且处于同一高度，使得在气道形成多条包裹水射流的螺旋气流。

进一步地，所述进气通道有2-8个，

进一步地，所述水射流与圆柱形腔室内壁之间间隙与进气通道的宽度或者直径相匹配，最好是，所述水射流与圆柱形腔室内壁之间间隙与进气通道的宽度或者直径相等，这样螺旋气流可以很好的包裹水射流，并且不造成干扰。

进一步地，所述进气通道的长径比大于5，提高长径比，有利于稳定气流方向，保证进入气液耦合室的气流为切向进入，不发散，使得约束水射流效果达到最好。

进一步地，所述进水通道与入射耦合水腔的激光光路垂直方向设置。

进一步地，在激光入射端，所述耦合水腔上设有对应的窗口透镜，在窗口透镜和激光发生器之间设有用于对激光聚焦的液体变焦透镜。

进一步地，还包括实时监控装置，所述实时监控装置包括用于拍摄待加工工件的摄像头和设于工作台上用于测量打孔冲击力大小的压力传感器，通过摄像头监测打孔形貌和速度。

进一步地，还包括控制装置，所述实时监控装置、激光发生器、高压水泵和压气机均与控制装置相连，所述实时监控装置将监测到的工件打孔情况传递给控制装置，所述控制装置根据实时监控装置监测的打孔情况实时调整激光发生器、高压水泵和压气机均的参数。

进一步地，所述耦合水腔和气液耦合室采用一根圆柱体加工得到，具体采用圆柱体沿着中心轴线依次加工出用于安装液体变焦透镜第一圆柱腔、用于安装窗口透镜的第二圆柱腔、用作耦合水腔的第三圆柱腔、用于安装喷嘴的第四圆柱腔以及用作气液耦合室的的第五圆柱腔，所述进水通道和进气通道均加工于圆柱体四周的相应位置。

一种水导激光打孔方法，采用上述水导激光打孔系统，其特征在于，打孔方法包括以下步骤：

步骤1、将工件放入工作台上装夹就位；

步骤2、启动高压水泵和压气机，高压水泵和压气机提供高压水和高压辅助气，高压水泵提供的高压水经过进水通道汇聚在耦合水腔内，并通过耦合水腔底部的喷嘴喷出，压气机提供的高压辅助气经过进气通道进入气液耦合室，形成包裹在喷嘴所喷出水射流四周的螺旋气流，螺旋形气流和其包裹的水射流从气液耦合室内底部喷出；

步骤3、打开实时检测装置与控制装置；

步骤4、当气流与水射流稳定时，启动激光发生器发出激光束，激光束传输后由液体变焦透镜进行聚焦传输，激光束经过液体变焦透镜到达窗口透镜，再由窗口透镜到达耦合水腔然后聚焦到达喷嘴，通过调整液体变焦透镜对激光聚焦，使得激光束在满足全反射条件下进入喷嘴形成的水束光纤内进行传导后到达工件表面，进行打孔加工，通过实时检测装置实时监测打孔情况。

进一步地，为了提高水导激光激光聚焦的准确度，防止激光聚焦不准确导致喷嘴烧蚀，该装置使用的液体变焦透镜，所述的液体变焦透镜可根据电压大小调节自身厚度，调节焦点在Z轴方向上的位置。能代替光斑Z轴方向调节机构，降低耦合头的复杂程度。所述的液体变焦透镜用于将激光器发出的激光聚焦后经过窗口透镜射入耦合水腔。

再进一步地，为了提高水射流的稳定性。本水导激光系统采用辅助气辅助水导激光打孔，其进气通道与气液共同出口内壁相切，气流从气液共同出口内边缘螺旋向下喷射。其目的是利用气流体约束水射流，能够有效减少水射流表层的空气密度，降低了水射流边缘与空气之间的卷吸作用，且气相流体对水光纤施加径向的约束力，提高水射流的稳定性。

更进一步地，为了能在打孔过程快速调节，在本水导激光系统中加入实时监控装置、反馈装置和控制装置。所述的实时监控装置目的是监控激光孔的形貌、打孔速度、工件所受的压力等。把监控的信号转变成电压或电流信号传输给反馈装置，由反馈装置传输给控制装置，所述的反馈装置的作用是把由实时监控装置传来的电信号放大整形处理，再传给控制装置。所述的控制装置的功用是根据实时监控装置传输的信息控制其他设备的运行功率。

再进一步地，所述的控制其他设备的运行功率，其控制打孔过程与其他设备功率大小如下：

1、打孔速度过快，则通过控制系统调节激光功率大小，减小激光功率防止打孔速度过快；

2、打孔速度过慢，则通过控制系统调节激光功率大小，增大激光功率。或者通过控制系统调节液体透镜电压大小，用以调节激光焦点在Z轴方向上的位置，原因可能是激光在水柱中没有全反射，激光逃逸较多，导致打孔速度过慢；

3、打孔时对工件的压力大小。压力过大会造成工件发生形变，过小会造成打孔中心冷却不足。当压力过大时，控制装置通过控制系统降低高压水泵的功率。当压力过小时，控制装置通过控制系统增大高压水泵的功率；

4、打孔时射流水柱末端发生抖动。当水射流末端发生抖动时可能的因为是空气的卷吸作用，控制装置通过控制系统增大压气机的功率。提高水射流的稳定性。

本发明的优点在于：

1、运用液体变焦透镜，液体变焦透镜可根据电压大小调节自身厚度，调节焦点在Z轴方向上的位置。能代替光斑Z轴方向调节机构，降低耦合头的复杂程度。若遇到外部环境导致激光光斑发生上下偏动时，可以随时改变电压大小调控光斑位置，降低了聚焦光束耦合水束光纤调节的难度；

2、采用进气通道与气液共同出口内壁相切，气流从气液共同出口内边缘螺旋向下喷射，利用气流体约束水射流，降低了水射流边缘与空气之间的卷吸作用，且气相流体对水光纤施加径向的约束力，提高了水射流的稳定性；

3、在系统中加入实时监控装置、反馈装置和控制装置，能够实时监控水导激光打孔过程，同时能快速调整打孔过程，提高水导激光的可操控性和可调节性。

附图说明

图1为本发明水导激光系统加工装置的结构示意图；

图2为A-A处剖开俯视图；

图3为本发明水导激光加工系统的结构框架图；

图4为本发明背景技术打孔有效深度仿真示意图；

图5为本发明水导激光打孔系统的有效深度仿真示意图。

图例说明：1-控制装置；2-激光发生器；3-液体变焦透镜；4-窗口透镜；5-进水通道；6-进气通道；7-喷嘴；8-压气机；9-实时监控装置；10-工件；11-工作台；12-水柱边缘；13-激光束；14-气液耦合室；15-耦合水腔；16-高压水泵；17-液体变焦透镜电压控制器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

如图1至图3所示，本发明提供一种水导激光打孔系统，包括激光发生器2、耦合水腔15、气液耦合室14、高压水泵16、压气机8、实时监控装置9、控制装置1和用于放置待加工工件10的工作台11，所述激光发生器2、耦合水腔15、气液耦合室14和工作台11沿着激光光路方向依次设置，使得激光发生器2所发出的激光能依次穿过耦合水腔15、气液耦合室14到达待加工工件10；所述耦合水腔15上设有与高压水泵16相连的进水通道5，在气液耦合室14和耦合水腔15之间设有与激光光路同中心线设置的喷嘴7，所述气液耦合室14为与喷嘴7喷出水射流同轴的圆柱形腔室，圆柱形腔室大直径大于水射流的直径，以在水射流和圆柱形腔室内壁之间形成气道；所述圆柱形腔室四周设有与其内壁相切的进气通道6，进气通道6通过管道或者直接与压气机8相连，进气通道6沿着水射流方向向下倾斜设置，使得压气机8提供的压缩气体以切线向下的方进入气道内，形成包裹水射流的螺旋气流。

如图1所述，本实施例中，主体结构为一个圆柱体加工而成，将一个圆柱体沿着中心轴线方向加工出所需相应大小和尺寸的五个圆柱腔，五个圆柱腔贯穿圆柱体中心轴线，依次为用于安装液体变焦透镜3第一圆柱腔、用于安装窗口透镜4的第二圆柱腔、用作耦合水腔15的第三圆柱腔、用于安装喷嘴7的第四圆柱腔以及用作气液耦合室14的的第五圆柱腔，其中为了便于加工和安装，第一至第四圆柱腔直径依次缩小，第四圆柱腔直径最小，用于安装喷嘴7，第五圆柱腔大于第四圆柱腔的直径。在圆柱体的第三圆柱腔的侧壁加工4个径向分布的进水通道5。在第五圆柱腔处的圆柱体侧壁加工四个均布的进气通道6，进气通道6沿着水射流方向向下倾斜设置，使得压气机8提供的压缩气体以切线向下的方式进入气道内，形成包裹水射流的螺旋气流，四个进气通道6高度相同，倾斜角度也相同，因此形式四条螺旋气流，四条螺旋气流行走方向与水射流方向相同。

将进气通道6与压气机8相连，将进水通道5与高压水泵16相连，即组成了本发明的水导激光打孔系统，当然为了提高设备自动化程度，将液体变焦透镜3、高压水泵16、压气机8和激光发生器2均与控制装置1相连，通过控制装置1来控制液体变焦透镜3、高压水泵16、压气机8和激光发生器2的相应参数进行自动化控制，对于本发明实施例来说，液体变焦透镜3还有自带的液体变焦透镜电压控制器17，所以是液体变焦透镜电压控制器17与控制装置1相连，需要说明的是，这仅仅是为了提高本发明的自动化程度，没有控制装置1，手动控制一样可以实现，对于控制装置1本身可以为了PC机，也可以为工控机，控制方式采用现有技术即可，并不是本发明重点。

需要说明的是，本发明上述主要是圆柱体加工出整体结构，实际上气液耦合室14、耦合水腔15和其他结构可以分开加工，形状也不定非得是圆柱形，满足安装常规设备即可，当然为了产生螺旋气流，需要满足气液耦合室14为圆柱形腔体，其他结构除了上述限定形状以外的部分不做任何限定，采用现有常规结构理解即可，对于本发明技术方案实施不构成影响。

需要说明的是，本发明进水通道5不限于4个，一个或者多个，但是一喷嘴7为中心对称均匀分布，可以提高喷嘴7喷出水射流稳定性。

需要说明的是，本发明进气通道6不限于4个，一个或者多个都可以。就效果上来讲，越多越好，但是数量过多气流之间会造成相互干扰，过多反而降低对水射流的约束效果，一般为2-8个。

为了便于监测和观察，本发明还设置了实时监控装置9，所述实时监控装置9包括用于拍摄待加工工件10的摄像头和设于工作台11上用于测量打孔冲击力大小的压力传感器(具体可以放置在工件10的底部)，通过摄像头监测打孔形貌和速度。所述实时监控装置9将监测到的工件10打孔情况传递给控制装置1，所述控制装置1根据实时监控装置9监测的打孔情况实时调整激光发生器2、高压水泵16和压气机8均的参数。

本发明还提供一种基于上述水导激光打孔系统的水导激光打孔方法，具体实施包括以下步骤：

步骤1、将工件10放入工作台11上装夹就位；

步骤2、启动高压水泵16和压气机8，高压水泵16和压气机8提供高压水和高压辅助气，高压水泵16提供的高压水经过进水通道5汇聚在耦合水腔15内，并通过耦合水腔15底部的喷嘴7喷出，压气机8提供的高压辅助气经过进气通道6进入气液耦合室14，形成包裹在喷嘴7所喷出水射流四周的螺旋气流，螺旋形气流和其包裹的水射流从气液耦合室14内底部喷出；

步骤3、打开实时检测装置与控制装置1；

步骤4、当气体与水射流稳定时，启动激光发生器2发出激光束13，激光束13传输后由液体变焦透镜3进行聚焦传输，激光束13经过液体变焦透镜3到达窗口透镜4，再由窗口透镜4到达耦合水腔15然后聚焦到达喷嘴7，通过调整液体变焦透镜3对激光聚焦，激光束13在满足全反射条件下进入喷嘴7形成的水束光纤内进行传导后到达工件10表面，进行打孔加工，并通过实时检测装置实时监测打孔情况。。

本发明控制装置1分别与高压水泵16和压气机8相连接，一是可以控制高压水泵16的输出功率，保持水射流压力稳定，同时还要保持适当的冷却。二是控制压气机8的输出功率，由于水射流压力较高，水射流与周边空气会发生卷吸作用，造成水射流末端抖动。增大压气机8输出功率提高水射流的稳定性。具体流程是高压水泵16和压气机8提供高压水和高压辅助气，高压水泵16提供的高压水经过进水通道5汇聚在耦合水腔15内，再由喷嘴7喷出。压气机8提供的高压辅助气经过进气通道6在气液耦合室14与高压水一起流出。其中进气通道6与气液耦合室14内壁相切，其中从A处的剖视图如图2所示，气流从气液耦合室14内边缘螺旋向下喷射。其目的是利用气流体约束水射流，能够有效减少水射流表层的空气密度，降低了水射流边缘与空气之间的卷吸作用，且气相流体对水光纤施加径向的约束力，提高水射流的稳定性。

如图4和图5所示，仿真主要参数：高压水水压为0.5MPa，气流气压为0.3MPa，喷嘴大小为0.3mm。与本发明背景技术CN212286359U相比，经过仿真验证可知，相同加工参数(激光功率、喷嘴大小、高压水水压和气流气压相同)，背景技术中与水射流垂直进气的有效打孔深度为26mm，本发明形式螺旋气流的有效打孔深度为42mm，可见本发明形成螺旋气流大幅度提高了水射流稳定性，提高了打孔性能。

本发明实时监控装置9与工件10、控制装置1相连接，所述的实时监控装置9目的是监控激光孔的形貌、打孔速度、工件10所受的压力等。把监控的信号转变成电压或电流信号传输给控制装置1，所述的控制装置1根据实时监控装置9传输的信息控制其他设备的输出功率。所述的控制其他设备的输出功率，其中控制装置1在打孔过程控制其他设备输出功率大小如下：

1、若打孔速度过快，则通过控制装置1调节激光功率大小，减小激光功率防止打孔速度过快；

2、若打孔速度过慢，则通过控制装置1调节激光功率大小，增大激光功率。或者通过控制装置11调节液体透镜电压大小，用以调节激光焦点在Z轴方向上的位置，原因可能是激光在水柱中没有全反射，激光逃逸较多，导致打孔速度过慢；

3、若打孔时对工件10的压力大小。压力过大会造成工件10发生形变，过小会造成打孔中心冷却不足。当压力过大时，控制装置1通过控制系统降低高压水泵16的功率。当压力过小时，控制装置1通过控制系统增大高压水泵16的功率；

4、若打孔时射流水柱末端发生抖动。当水射流末端发生抖动时可能的因为是空气的卷吸作用，控制装置1通过控制装置1增大压气机8的功率。提高水射流的稳定性。

如图1所示，为了提高水导激光激光聚焦的准确度，防止激光聚焦不准确导致喷嘴7烧蚀。在组装后需要立即调节激光束13聚焦的位置，且保证在工作过程中激光在水柱中发生全反射，并且需要在不同环境温度、不同激光频率和功率下，分别进行水导激光打孔测试。以满足装置使用安全要求。

当气体与水射流稳定时，启动激光发生器2发出激光束13，激光束13传输后由液体变焦透镜3进行聚焦传输，激光束13经过液体变焦透镜3到达窗口透镜4，再由窗口透镜4到达耦合水腔15然后聚焦到达喷嘴7，激光束13在满足全反射条件下进入喷嘴7形成的水束光纤内进行传导后到达工件10表面。

在该系统中使用了液体变焦透镜3，所述的液体变焦透镜3可根据电压大小调节自身厚度，调节焦点在Z轴方向上的位置。能代替光斑Z轴方向调节机构，降低耦合头的复杂程度。所述的液体变焦透镜3用于将激光器发出的激光聚焦后经过窗口透镜4射入耦合水腔15。

该水导激光打孔装置和水导激光打孔方法，可用于加工微型孔和深型孔，降低了耦合头的复杂程度，提高了水导激光的稳定性，提高了水导激光的可操控性和可调节性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水导激光打孔系统，包括激光发生器、耦合水腔、气液耦合室、高压水泵、压气机和用于放置待加工工件的工作台，其特征在于：所述激光发生器、耦合水腔、气液耦合室和工作台沿着激光光路方向依次设置，使得激光发生器所发出的激光能依次穿过耦合水腔、气液耦合室到达待加工工件；所述耦合水腔上设有与高压水泵相连的进水通道，在气液耦合室和耦合水腔之间设有与激光光路同中心线设置的喷嘴，所述气液耦合室为与喷嘴喷出水射流同轴的圆柱形腔室，圆柱形腔室大直径大于水射流的直径，以在水射流和圆柱形腔室内壁之间形成气道；所述圆柱形腔室四周设有与其内壁相切的进气通道，进气通道通过管道或者直接与压气机相连，进气通道沿着水射流方向向下倾斜设置，使得压气机提供的压缩气体以切线向下的方进入气道内，形成包裹水射流向下走的螺旋气流；

所述进气通道有多个，多个进气通道均布分布在气液耦合室的四周，且处于同一高度，使得在气道形成多条包裹水射流的螺旋气流；

所述水射流与圆柱形腔室内壁之间间隙与进气通道的宽度或者直径相匹配。

2.根据权利要求1所述的水导激光打孔系统，其特征在于：所述进气通道的长径比大于5。

3.根据权利要求1所述的水导激光打孔系统，其特征在于：所述进水通道与入射耦合水腔的激光光路垂直方向设置。

4.根据权利要求1所述的水导激光打孔系统，其特征在于：在激光入射端，所述耦合水腔上设有对应的窗口透镜，在窗口透镜和激光发生器之间设有用于对激光聚焦的液体变焦透镜。

5.根据权利要求4所述的水导激光打孔系统，其特征在于：还包括实时监控装置，所述实时监控装置包括用于拍摄待加工工件的摄像头和设于工作台上用于测量打孔冲击力大小的压力传感器，通过摄像头监测打孔形貌和速度。

6.根据权利要求5所述的水导激光打孔系统，其特征在于：还包括控制装置，所述实时监控装置、激光发生器、高压水泵和压气机均与控制装置相连，所述实时监控装置将监测到的工件打孔情况传递给控制装置，所述控制装置根据实时监控装置监测的打孔情况实时调整激光发生器、高压水泵和压气机均的参数。

7.根据权利要求4所述的水导激光打孔系统，其特征在于：所述耦合水腔和气液耦合室采用一根圆柱体加工得到，具体采用圆柱体沿着中心轴线依次加工出用于安装液体变焦透镜第一圆柱腔、用于安装窗口透镜的第二圆柱腔、用作耦合水腔的第三圆柱腔、用于安装喷嘴的第四圆柱腔以及用作气液耦合室的第五圆柱腔，所述进水通道和进气通道均加工于圆柱体四周的相应位置。

8.一种水导激光打孔方法，采用权利要求6所述的水导激光打孔系统，其特征在于，打孔方法包括以下步骤：

步骤1、将工件放入工作台上装夹就位；

步骤2、启动高压水泵和压气机，高压水泵和压气机提供高压水和高压辅助气，高压水泵提供的高压水经过进水通道汇聚在耦合水腔内，并通过耦合水腔底部的喷嘴喷出，压气机提供的高压辅助气经过进气通道进入气液耦合室，形成包裹在喷嘴所喷出水射流四周的螺旋气流，螺旋形气流和其包裹的水射流从气液耦合室内底部喷出；

步骤3、打开实时检测装置与控制装置；

步骤4、当气流与水射流稳定时，启动激光发生器发出激光束，激光束传输后由液体变焦透镜进行聚焦传输，激光束经过液体变焦透镜到达窗口透镜，再由窗口透镜到达耦合水腔然后聚焦到达喷嘴，通过调整液体变焦透镜对激光聚焦，使得激光束在满足全反射条件下进入喷嘴形成的水束光纤内进行传导后到达工件表面，进行打孔加工，通过实时检测装置实时监测打孔情况。

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