CN114952033A - 一种新型激光切割喷嘴及具有该喷嘴的激光切割装置 - Google Patents
一种新型激光切割喷嘴及具有该喷嘴的激光切割装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114952033A CN114952033A CN202210713297.0A CN202210713297A CN114952033A CN 114952033 A CN114952033 A CN 114952033A CN 202210713297 A CN202210713297 A CN 202210713297A CN 114952033 A CN114952033 A CN 114952033A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nozzle
- cooling
- laser cutting
- mounting cylinder
- core layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 77
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 18
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 8
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 8
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 5
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 101100134058 Caenorhabditis elegans nth-1 gene Proteins 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 13
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 abstract description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 10
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 10
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 10
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 10
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/703—Cooling arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Abstract
本发明公开了一种新型激光切割喷嘴及具有该喷嘴的激光切割装置，激光切割喷嘴包括喷嘴本体，喷嘴本体的中部设置有导流通道，且导流通道的底部设置有斜坡切口，斜坡切口与水平面之间的夹角位1～3°，喷嘴本体的导流通道内部安装有多层气体加速内芯。由于通过在喷嘴本体底部设置一斜坡切口，利于气体从导向通道底部和斜坡切口处喷出，斜坡切口朝向和喷嘴前进方向一致，进而利用前侧的斜坡切口喷出的气体，会将前侧切口前侧介于熔融和非熔融状态之间的材料先向下吹扫，当喷嘴喷射出的激光束达到该吹扫点时，只会将喷嘴下方的熔融材料进行吹扫，喷嘴下方的材料由于被预先向下吹扫了，随之在激光束进行切割时，将切缝处断面进行切割+修整加工。
Description
技术领域
本发明属于激光切割技术领域，具体涉及一种新型激光切割喷嘴及具有该喷嘴的激光切割装置。
背景技术
激光切割钢材时，氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切割材料处，从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高，以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此喷嘴的设计及气流的控制也是十分重要的因素。
现有喷嘴的气体通道底部一般为倒锥形结构、正锥形结构或直孔结构，例如CN111032276A、CN106312307A、CN112533727A等技术均采用上述方案，但是实际生产时利用该技术的激光切割机切割14mm厚工件时，速度约0.8-1m/min，切割断面粗糙度Ra50，切割效率和断面粗糙度均有待进一步提高。
发明内容
为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种新型激光切割喷嘴，包括喷嘴本体，喷嘴本体的中部设置有导流通道，且导流通道的底部设置有斜坡切口，斜坡切口与水平面之间的夹角位1～3°，喷嘴本体的导流通道内部安装有多层气体加速内芯。由于激光喷射切割板材时，喷射出的激光交点大约在工件厚度方向的中部，如果采用现有喷嘴结构，在切割工件时，由于工件在切口前侧材料介于熔融和非熔融状态之间，并具备一定的粘度，此时由喷嘴喷射出的气体会将前侧待熔工件材料向前、向下以及切口两侧堆积，进而使得切割断面粗糙度较高以及切割效率也会较低，而本申请由于通过在喷嘴本体底部设置一斜坡切口，利于气体从导向通道底部和斜坡切口处喷出，斜坡切口朝向和喷嘴前进方向一致，进而利用前侧的斜坡切口喷出的气体，会将前侧切口前侧介于熔融和非熔融状态之间的材料先向下吹扫，当喷嘴喷射出的激光束达到该吹扫点时，只会将喷嘴下方的熔融材料进行吹扫，喷嘴下方的材料由于被预先向下吹扫了，随之在激光束进行切割时，将切缝处断面进行切割+修整加工，而不是采用现有喷嘴结构进行的仅仅切割加工，进而有效提高切割效率和降低断面粗糙度，使用该本申请技术的喷嘴后切割14mm厚的工件时，切割速度可达到1.1～1.3m/min，断面粗糙度达到约Ra12.5。
在上述方案的基础上作出如下改进，所述多层气体加速内芯由上至下依次包括第一芯层、第二芯层、...、第N芯层，第一芯层至第N芯层的中部均设置有锥形通道且锥形通道的锥度逐级增大，且第二芯层至第N-1芯层的锥形通道的侧部设置有与下一级芯层的锥形通道连通的单向加速结构，第N芯层的底部设置有稳定通道。通过多层气体加速内芯将吹扫气体进行多级加速处理，同时还能降低吹扫气体动能损耗。
在上述方案的基础上作出如下改进，每个所述导向加速结构均包括由内向外依次设置的若干层圆弧型导道，相邻两层圆弧型导道交错分布且相互连通，且位于内层的圆弧型导道的尺寸大于外层圆弧型导道对应位置处的尺寸。通过多层圆弧型导道会将加速气体进行加速至下层锥形通道内部，进而实现吹扫气体的加速处理。
在上述方案的基础上作出如下改进，所述稳定通道的底部和顶部开口直径分别Φ1和Φ2，Φ1和Φ2满足以下要求：
导流通道的底部为倒锥形结构。通过稳定通道将经过多层气体加速内芯进行加速后的气体进行稳定处理，进而实现对工件切割处的稳定喷射，通过导流通道处的倒锥形结构实现切割路线和吹扫路线一致，实现切割+断面修整效果。
本申请还公开一种激光切割装置，包括壳体，壳体的顶部安装有激光发射器，壳体的底部螺纹安装有陶瓷环，陶瓷环的底部螺纹连接有如上述任一方案所述的喷嘴，陶瓷环的外侧安装有冷却机构。由于喷嘴在切割工件时一般距离较近，大概在1mm左右，切割时的热量会反射到喷嘴上，同时激光束在经过折射过程中，一些杂散光照射在其上，也会导致部分热量集中在该处，通过冷却机构对陶瓷环和喷嘴进行冷却处理提高使用寿命。
在上述方案的基础上作出如下改进，所述冷却机构包括冷却体，冷却体的内部嵌设有螺旋结构的冷却管以及用于吸收陶瓷环热量的冷却副体，冷却管的两端连接有散热体，散热体内部靠近冷却管下端口处设置有单向导流结构。通过采用冷却副体和陶瓷环和喷嘴进行热交换处理，冷却副体和冷却管温度会上升，冷却管上由于连接有散热体，通过散热体冷却管会将冷却副体和自身的温度通过散热体，将热量向外界散播，由于散热体靠近冷却管下端口设置有单向导流结构，内部冷却液会通过单向导流结构进入到冷却管内部，通过冷却副体和冷却管、陶瓷环以及喷嘴本体的热传递，进而将冷却管内部的冷却液挥发，吸收热量并向散热体的另一端进行移动，当进入到散热体处时会经过散热使得冷却液气体液化，重新通过单向导流结构进入到冷却管，该过程不需要外接气源冷却或者液体冷却，故障率会大大降低。
在上述方案的基础上作出如下改进，所述冷却机构还包括驱动结构，驱动结构包括安装筒、活塞块以及驱动件，安装筒设置在冷却管上并贯穿冷却副体，且与冷却管内腔连通，活塞块滑动设置于安装筒内，能够沿安装筒轴线方向滑动，驱动件设置于安装筒上，用于根据温度升降带动活塞块在安装筒内往复滑移。通过采用上述技术方案，由驱动件根据温度升降带动活塞块往复运动，与导向导流结构配合，进一步提升蓄能效果，有助于提升冷却液脉冲循环速度，进一步提升了散热效率。
在上述方案的基础上作出如下改进，所述驱动件包括导热丝和记忆金属，导热丝一端与陶瓷环抵接，另一端自安装筒底壁处穿入安装筒中，记忆金属设置在安装筒内，且位于安装筒底壁与活塞块之间，记忆金属一端与活塞块固接，另一端与导热丝固接，记忆金属整体长度能够随温度升降而改变。通过采用上述技术方案，利用记忆金属受热形变与冷却后回形的性能，使得记忆金属形变为活塞块提供往复移动动力，不仅结构简单，方便实用，而且记忆金属形变过程中也会消耗一部分热量，有助于进一步提升散热速率。
在上述方案的基础上作出如下改进，所述单向导流结构包括若干个特斯拉阀微结构，冷却管和冷却副体、冷却副体和陶瓷环之间设置有导热硅胶，通过特斯拉阀微结构利于实现气液分离以及单向流动，通过导热硅胶利于提高三者之间的热传导效率。
在上述方案的基础上作出如下改进，所述冷却体的底部螺纹连接有喷嘴防护罩，喷嘴防护罩的中部设置有安装仓和喷孔。能够对喷嘴罩设形成保护，防止在切割加工时喷嘴出现损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的喷嘴本体的整体结构的剖面图；
图2为本发明中A处的局部发大图；
图3为本发明的激光切割装置的整体结构示意图一；
图4为本发明的激光切割装置的整体结构示意图二；
图5为本发明的激光切割装置的冷却结构的示意图；
图6为本发明的喷嘴、陶瓷环以及冷却机构的连接关系图；
图7为图6中B处的局部放大图；
图8为本发明的散热体内部结构示意图；
图9为本发明的散热体侧部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1
如图1和图2所示，一种新型激光切割喷嘴，包括喷嘴本体10，喷嘴本体10的中部设置有导流通道11，且导流通道11的底部设置有斜坡切口12，斜坡切口12与水平面之间的夹角位1～3°，角度优选为1.4°，喷嘴本体10的导流通道11内部安装有多层气体加速内芯13。
由于激光喷射切割板材时，喷射出的激光交点大约在工件厚度方向的中部，如果采用现有喷嘴结构，在切割工件时，由于工件在切口前侧材料介于熔融和非熔融状态之间，并具备一定的粘度，此时由喷嘴喷射出的气体会将前侧待熔工件材料向前、向下以及切口两侧堆积，进而使得切割断面粗糙度较高以及切割效率也会较低，而本申请由于通过在喷嘴本体10底部设置一斜坡切口12，利于气体从导向通道11底部和斜坡切口12处喷出，斜坡切口12朝向和喷嘴前进方向一致，进而利用前侧的斜坡切口12喷出的气体，会将前侧切口前侧介于熔融和非熔融状态之间的材料先向下吹扫，当喷嘴喷射出的激光束达到该吹扫点时，只会将喷嘴下方的熔融材料进行吹扫，喷嘴下方的材料由于被预先向下吹扫了，随之在激光束进行切割时，将切缝处断面进行切割+修整加工，而不是采用现有喷嘴结构进行的仅仅切割加工，进而有效提高切割效率和降低断面粗糙度，使用该本申请技术的喷嘴后切割14mm厚的工件时，切割速度可达到1.1～1.3m/min，断面粗糙度达到约Ra12.5。
实施例2
如图1和图2所示，在上述实施例的基础上作出如下改进，多层气体加速内芯13由上至下依次包括第一芯层、第二芯层、...、第N芯层，第一芯层至第N芯层的中部均设置有锥形通道131且锥形通道131的锥度逐级增大，且第二芯层至第N-1芯层的锥形通道131的侧部设置有与下一级芯层的锥形通道131连通的单向加速结构，第N芯层的底部设置有稳定通道132。通过多层气体加速内芯13将吹扫气体进行多级加速处理，由于部分吹扫气体在作用锥度面时，会通过单向加速结构向下一级进行加速处理，使得过程中的动能损失较小，降低吹扫气体动能损耗，通过该设计结构可以实现吹扫气体的超音速喷射，提高切割效率以及降低断面粗糙度，经过多级加速处理后的吹扫气体在经过稳定通道132时，可提高气体流动的稳定性，使气体可较为平稳地从稳定通道132喷出。
实施例3
如图1和图2所示，在上述实施例的基础上作出如下改进，每个所述导向加速结构均包括由内向外依次设置的若干层圆弧型导道，相邻两层圆弧型导道交错分布且相互连通，且位于内层的圆弧型导道的尺寸大于外层圆弧型导道对应位置处的尺寸。通过多层圆弧型导道会将经过该处的加速气体进行加速至下层锥形通道131内部，进而实现吹扫气体的加速处理。
实施例4
如图1和图2所示，在上述实施例的基础上作出如下改进，所述稳定通道132的底部和顶部开口直径分别Φ1和Φ2，Φ1和Φ2满足以下要求：
导流通道11的底部为倒锥形结构。通过稳定通道132将经过多层气体加速内芯13进行加速后的气体进行稳定处理，进而实现对工件切割处的稳定喷射，通过导流通道11处的倒锥形结构实现切割路线和吹扫路线一致，实现切割+断面修整效果。
实施例5
如图3至图9所示，激光切割装置，包括壳体20，壳体20的顶部安装有激光发射器30，壳体20的底部螺纹安装有陶瓷环40(选用导热型陶瓷材料)，陶瓷环40的底部螺纹连接有如权利要求1至4任一方案所述的喷嘴，陶瓷环40的外侧安装有冷却机构，冷却机构包括冷却体50，冷却体50的内部嵌设有螺旋结构的冷却管51以及用于吸收陶瓷环40热量的冷却副体52，冷却管51的两端连接有散热体53，散热体53上可以选择设置散热翅片(如图9所示)或者涡旋风道(进气口大于出气口)，散热体53内部靠近冷却管51端口处设置有单向导流结构54，单向导流结构54设置有两个分别位于冷却管51的顶部和底部，冷却管51内部预留有一定量的冷却液，冷却液选用如酒精、甲醇等低沸点液体时，冷却液吸收温度发生相变，快速带走经热传导吸收来的热量，进而实现陶瓷环40和喷嘴的快速降温。
在激光束切割工件过程中，会出现一部分的杂散光照射在喷嘴上，且切割过程中热量经过工件反弹至喷嘴上的热量，会使得其发热，喷嘴、陶瓷环40会将热量经热传导至冷却副体52上，在经过热传导传递至冷却管51处，单向导流结构54之间的冷却液(冷却管51处)受热后体积膨胀，向其中一个单向通流组件52施加压力，当压力增大到一定程度后，受热膨胀后的冷却液会向顶部移动，但不会由底部返回至散热体53处，单向导流结构54处于通流状态，散热体53内部的导热液涌出至冷却管51内部，随着源源不断的冷却液进入到冷却管51内部，并吸收热量相变后，会推动相变后的冷却液气体向顶部移动，在经过上部的单向导流结构54，返回至散热体53，通过散热体53向外部散热处理，通过蓄凝使得其冷却液再次相变成为液态，不断重复上述过程，形成脉冲式循环，冷却液循环过程中流经散热体53时热量快速散失，进行蓄凝实现快速散热。
实施例6
如图3至图9所示，在上述实施例的基础上作出如下改进，所述冷却机构还包括驱动结构，驱动结构包括安装筒55、活塞块56以及驱动件57，安装筒55设置在冷却管51上并贯穿冷却副体52，且与冷却管51内腔连通，活塞块56滑动设置于安装筒55内，能够沿安装筒55轴线方向滑动，驱动件57设置于安装筒55上，用于根据温度升降带动活塞块56在安装筒55内往复滑移。
驱动件57包括导热丝58和记忆金属59，导热丝58一端与陶瓷环40抵接，另一端自安装筒55底壁处穿入安装筒55中，记忆金属59设置在安装筒55内，且位于安装筒55底壁与活塞块56之间，记忆金属59一端与活塞块56固接，另一端与导热丝58固接，记忆金属59整体长度能够随温度升降而改变。本实施例中记忆金属59采用镍-钛合金，其处于常温环境中时，呈螺旋状设置，当温度升高至48℃以上后，能够形变伸直，实现整体长度随温度升降而改变，带动活塞块56滑动。在其他实施例中，驱动件57也可以采用由热敏电阻控制调节的伸缩杆。导热丝58将陶瓷环40上的热量传导到记忆金属59上，使得记忆金属59温度上升，上升至形变温度后，发生形变带动活塞块56向靠近冷却管51内腔方向运动，推动冷却液运动加速进入冷却管51内或者对冷却液压缩蓄能，之后随冷却液脉冲循环，记忆金属59温度下降至形变温度以下，重新复形，通过上述过程不断循环，与两单向导流结构54配合，进一步提升蓄能效果，有助于提升冷却液脉冲循环速度，进而提升散热效率。
实施例7
如图3至图9所示，在上述实施例的基础上作出如下改进，所述单向导流结构54包括若干个特斯拉阀微结构，冷却管51和冷却副体52、冷却副体52和陶瓷环40之间设置有导热硅胶。通过导热硅胶利于提高三者之间的热传导效率，通过特斯拉阀微结构利于实现气液分离、单向流动以及冷却液无外接动力脉冲式无线循环。
实施例8
如图3至图9所示，在上述实施例的基础上作出如下改进，所述冷却体50的底部螺纹连接有喷嘴防护罩60，喷嘴防护罩60的中部设置有安装仓和喷孔。经过多层气体加速内芯13加速后的吹扫气体经过喷孔稳定喷射至工件上，喷嘴防护罩60能够对喷嘴罩设形成保护，防止在切割加工时喷嘴出现损坏。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种新型激光切割喷嘴，其特征在于，包括喷嘴本体，喷嘴本体的中部设置有导流通道，且导流通道的底部设置有斜坡切口，斜坡切口与水平面之间的夹角位1～3°，喷嘴本体的导流通道内部安装有多层气体加速内芯。
2.根据权利要求1所述的一种新型激光切割喷嘴，其特征在于，所述多层气体加速内芯由上至下依次包括第一芯层、第二芯层、...、第N芯层，第一芯层至第N芯层的中部均设置有锥形通道且锥形通道的锥度逐级增大，且第二芯层至第N-1芯层的锥形通道的侧部设置有与下一级芯层的锥形通道连通的单向加速结构，第N芯层的底部设置有稳定通道。
3.根据权利要求2所述的一种新型激光切割喷嘴，其特征在于，每个所述导向加速结构均包括由内向外依次设置的若干层圆弧型导道，相邻两层圆弧型导道交错分布且相互连通，且位于内层的圆弧型导道的尺寸大于外层圆弧型导道对应位置处的尺寸。
4.根据权利要求3所述的一种新型激光切割喷嘴，其特征在于，所述稳定通道的底部和顶部开口直径分别Φ1和Φ2，Φ1和Φ2满足以下要求：
导流通道的底部为倒锥形结构。
5.激光切割装置，其特征在于，包括壳体，壳体的顶部安装有激光发射器，壳体的底部螺纹安装有陶瓷环，陶瓷环的底部螺纹连接有如权利要求1至4任一所述的喷嘴，陶瓷环的外侧安装有冷却机构。
6.根据权利要求5所述的激光切割装置，其特征在于，所述冷却机构包括冷却体，冷却体的内部嵌设有螺旋结构的冷却管以及用于吸收陶瓷环热量的冷却副体，冷却管的两端连接有散热体，散热体内部靠近冷却管下端口处设置有单向导流结构。
7.根据权利要求6所述的激光切割装置，其特征在于，所述冷却机构还包括驱动结构，驱动结构包括安装筒、活塞块以及驱动件，安装筒设置在冷却管上并贯穿冷却副体，且与冷却管内腔连通，活塞块滑动设置于安装筒内，能够沿安装筒轴线方向滑动，驱动件设置于安装筒上，用于根据温度升降带动活塞块在安装筒内往复滑移。
8.根据权利要求7所述的激光切割装置，其特征在于，所述驱动件包括导热丝和记忆金属，导热丝一端与陶瓷环抵接，另一端自安装筒底壁处穿入安装筒中，记忆金属设置在安装筒内，且位于安装筒底壁与活塞块之间，记忆金属一端与活塞块固接，另一端与导热丝固接，记忆金属整体长度能够随温度升降而改变。
9.根据权利要求8所述的激光切割装置，其特征在于，所述单向导流结构包括若干个特斯拉阀微结构，冷却管和冷却副体、冷却副体和陶瓷环之间设置有导热硅胶。
10.根据权利要求9所述的激光切割装置，其特征在于，所述冷却体的底部螺纹连接有喷嘴防护罩，喷嘴防护罩的中部设置有安装仓和喷孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210713297.0A CN114952033A (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种新型激光切割喷嘴及具有该喷嘴的激光切割装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210713297.0A CN114952033A (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种新型激光切割喷嘴及具有该喷嘴的激光切割装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114952033A true CN114952033A (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=82964688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210713297.0A Pending CN114952033A (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种新型激光切割喷嘴及具有该喷嘴的激光切割装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114952033A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7108585B1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-09-19 | Dorfman Benjamin F | Multi-stage abrasive-liquid jet cutting head |
| CN101479046A (zh) * | 2006-09-01 | 2009-07-08 | 株式会社神户制钢所 | 加速喷嘴及喷射喷嘴装置 |
| CN102256738A (zh) * | 2008-10-29 | 2011-11-23 | 通快机床两合公司 | 用于加工板的激光加工喷嘴 |
| CN202199013U (zh) * | 2011-07-27 | 2012-04-25 | 江苏中瑞电保智能装备有限公司 | 嵌套式喷嘴 |
| JP2014008521A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機の加工ノズル、及び、レーザ加工機 |
| EP2776206A1 (fr) * | 2011-11-07 | 2014-09-17 | L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Buse laser à élément mobile sur couche gazeuse |
| CN209256112U (zh) * | 2018-12-07 | 2019-08-16 | 深圳市万顺兴科技有限公司 | 切割喷嘴、激光切割组件及激光切割设备 |
| CN211638704U (zh) * | 2019-12-18 | 2020-10-09 | 河南华伟激光科技有限公司 | 一种激光切割头 |
-
2022
- 2022-06-22 CN CN202210713297.0A patent/CN114952033A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7108585B1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-09-19 | Dorfman Benjamin F | Multi-stage abrasive-liquid jet cutting head |
| CN101479046A (zh) * | 2006-09-01 | 2009-07-08 | 株式会社神户制钢所 | 加速喷嘴及喷射喷嘴装置 |
| CN102256738A (zh) * | 2008-10-29 | 2011-11-23 | 通快机床两合公司 | 用于加工板的激光加工喷嘴 |
| CN202199013U (zh) * | 2011-07-27 | 2012-04-25 | 江苏中瑞电保智能装备有限公司 | 嵌套式喷嘴 |
| EP2776206A1 (fr) * | 2011-11-07 | 2014-09-17 | L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Buse laser à élément mobile sur couche gazeuse |
| JP2014008521A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機の加工ノズル、及び、レーザ加工機 |
| CN209256112U (zh) * | 2018-12-07 | 2019-08-16 | 深圳市万顺兴科技有限公司 | 切割喷嘴、激光切割组件及激光切割设备 |
| CN211638704U (zh) * | 2019-12-18 | 2020-10-09 | 河南华伟激光科技有限公司 | 一种激光切割头 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103831531B (zh) | 焊接接头 | |
| WO2016066005A1 (zh) | 激光加工头及其应用、激光加工系统及方法 | |
| US20080067159A1 (en) | Laser processing system and method for material processing | |
| CN1730226A (zh) | 激光切割加工装置 | |
| CN104308648B (zh) | 一种用于切削加工过程冷却的超音速低温气流发生装置 | |
| US11549758B2 (en) | Microchannel heat exchanger structure with nozzle and working method thereof | |
| CN111879158A (zh) | 一种分区优化的0.1-0.4mm超薄VC及制备方法 | |
| CN103358027A (zh) | 水射流和气流复合辅助激光加工的方法和系统 | |
| CN103192978B (zh) | 一种层板式发汗和逆喷组合冷却鼻锥 | |
| JP3871240B2 (ja) | ハイブリッド加工装置 | |
| CN100409993C (zh) | 数控激光切割头及其制造方法 | |
| CN100581707C (zh) | 用于激光切割的超音速喷嘴 | |
| CN111254431B (zh) | 一种用于气氛保护的光-粉同路送粉喷嘴 | |
| CN114952033A (zh) | 一种新型激光切割喷嘴及具有该喷嘴的激光切割装置 | |
| US20090185592A1 (en) | Laser diode system with reduced coolant consumption | |
| CN212311178U (zh) | 一种便于均匀冷却的激光切割头 | |
| CN108856755A (zh) | 一种高效冷却的内冷刀片及刀具 | |
| CN201195748Y (zh) | 一种用于激光快速成形的同轴喷嘴装置 | |
| CN202684335U (zh) | 用于薄壁管材激光微加工的同轴式喷嘴 | |
| CN201559086U (zh) | 干切削涡流气动冷却器 | |
| CN208408911U (zh) | 一种激光切割吹气结构、激光切割设备及其切割嘴 | |
| CN113634880B (zh) | 一种多光束水导激光加工装置与加工系统 | |
| CN209639574U (zh) | 一种带有喷管的微通道换热器结构 | |
| CN215114039U (zh) | 一种快速散热冷却塔 | |
| CN210359800U (zh) | 一种激光切割头喷嘴导气装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |