CN202291850U - 水下激光切割喷嘴 - Google Patents
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Abstract
水下激光切割喷嘴，它涉及一种激光切割喷嘴。本实用新型为了解决现有的激光切割喷嘴的排水罩体积较大，操作者无法观察切割区域的工作情况，操作的难度大，且无法保证切割质量的问题。水下激光切割喷嘴包括内套和外套，内套的中心开有主切割气体输气通道，外套套装在内套的外部，外套与内套螺纹连接，外套的内壁与内套的外壁之间形成辅助切割气体输气通道，外套的凸缘上开有多个进气孔，水下激光切割喷嘴还包括局部排水输气外罩，局部排水输气外罩罩在外套的下部，局部排水输气外罩的上端与外套的凸缘螺纹连接，局部排水输气外罩的内壁与外套的外壁之间形成局部排水输气通道。本实用新型用于水下激光切割作业中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光切割喷嘴，具体涉及一种水下激光切割喷嘴。
背景技术
切割喷嘴是水下激光切割枪不可或缺的一部分，也是影响水下激光切割质量的关键因素之一。目前大多数水下激光切割喷嘴都是直接采用大气中的激光切割喷嘴，没有专用的水下激光切割喷嘴，通常结构为单层喷嘴或者双层喷嘴。在水下激光切割过程中，为了获得良好的切缝质量，需要把切割喷嘴周围和切割区域附近的水排开，因此需要设计一个局部排水罩，罩在激光切割喷嘴周围和工件表面之间。一般情况这个局部排水罩体积较大，不便于使用和操作。另外，排水罩为了确保排水效果，需要紧紧地贴在工件表面，也使得操作者无法观察切割区域的工作情况，增加了水下激光切割操作的难度，不利于保证切割质量。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有的激光切割喷嘴的排水罩体积较大，操作者无法观察切割区域的工作情况，操作的难度大，且无法保证切割质量的问题，进而提供一种水下激光切割喷嘴。
本实用新型的技术方案是：水下激光切割喷嘴包括内套和外套，内套的中心开有主切割气体输气通道，外套套装在内套的外部，外套与内套螺纹连接，外套的内壁与内套的外壁之间形成辅助切割气体输气通道，外套的凸缘上开有多个进气孔，水下激光切割喷嘴还包括局部排水输气外罩，局部排水输气外罩罩在外套的下部，局部排水输气外罩的上端与外套的凸缘螺纹连接，局部排水输气外罩的内壁与外套的外壁之间形成局部排水输气通道。
本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型的水下激光切割喷嘴采用三层输气结构。最里面的一层为主切割气体输气通道，它是影响切割能力和效率的关键，中间层为辅助切割气体输气通道，它确保主切割气体在更长的范围内不发生紊流，还保证了主切割气体的纯净度，它可明显提高切割速度和切割质量。最外层为局部排水输气通道，它的主要作用是采用高压的环形气幕把激光切割局部小区域的水排开，使切割过程不会受到水的干扰。本实用新型的水下激光切割喷嘴体积小，便于操作者观察切割区域的工作情况，降低了操作难度，保证了切割质量。
附图说明
图1是本实用新型的水下激光切割喷嘴的俯视图，图2是图1的A-A剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的水下激光切割喷嘴包括内套1和外套2，内套1的中心开有主切割气体输气通道4，外套2套装在内套1的外部，外套2与内套1螺纹连接，外套2的内壁与内套1的外壁之间形成辅助切割气体输气通道5，外套2的凸缘上开有多个进气孔6，水下激光切割喷嘴还包括局部排水输气外罩3，局部排水输气外罩3罩在外套2的下部，局部排水输气外罩3的上端与外套2的凸缘螺纹连接，局部排水输气外罩3的内壁与外套2的外壁之间形成局部排水输气通道7。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的主切割气体输气通道4由上部导气道4-1和下部导气道4-2由上至下组成，所述上部导气道4-1为锥形导气道，锥形导气道的下端直径小于锥形导气道的上端直径，下部导气道4-2为圆柱形导气道。如此设置，提高了激光切割喷嘴的切割能力和切割效率。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的局部排水输气外罩3的下端孔的为锥形孔，锥形孔的上端直径小于锥形孔的下端直径，所述锥形孔的倾斜角α为2度至25度。如此设置，确保了高压环形气幕排开的水不会向中心聚集。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
试验条件如下：待切割的试板放在50米深的水下环境中。激光器为德国通快公司生产的Trudisk 6002碟型固体激光器，最大输出功率6.0kW，采用芯径为0.2mm的光纤传输激光能量。激光切割枪的准直透镜的焦距为200mm，聚焦透镜的焦距根据板厚而定。
20mm厚的低碳钢板水下切割实例：
聚焦透镜的焦距选定为400mm，本实用新型的水下激光切割喷嘴的主切割气体输气通道4的下部导气道4-2的孔径为3.0mm，水下激光切割喷嘴最下沿到低碳钢板表面的距离为1.5mm，激光功率为4300W，主切割气体输气通道4和辅助切割气体输气通道5内的切割气体种类为氧气，压力为6.0bar，局部排水输气通道7内的气体种类为空气，压力为5.5bar。
实验结果：采用以上切割参数并确保20mm厚的钢板全切透的条件下，在保证良好的切割质量的前提下，最高切割速度为1.10m/min，且防水效果良好。
30mm厚的低碳钢板水下切割实例：
聚焦透镜的焦距选定为600mm，本实用新型的水下激光切割喷嘴的主切割气体输气通道4的下部导气道4-2的孔径为3.5mm，喷嘴最下沿距离工件表面距离为1.5mm，激光功率为5600W，主切割气体输气通道4和辅助切割气体输气通道5内的切割气体种类为氧气，压力为6.5bar，局部排水输气通道7内的气体种类为空气，压力为5.5bar。
实验结果：采用以上切割参数，确保钢板全切透的条件下，在保证良好的切割质量的前提下，最高切割速度为0.7m/min，且防水效果良好。
Claims (3)
1.一种水下激光切割喷嘴，水下激光切割喷嘴包括内套(1)和外套(2)，内套(1)的中心开有主切割气体输气通道(4)，外套(2)套装在内套(1)的外部，外套(2)与内套(1)螺纹连接，外套(2)的内壁与内套(1)的外壁之间形成辅助切割气体输气通道(5)；其特征在于：外套(2)的凸缘上开有多个进气孔(6)，水下激光切割喷嘴还包括局部排水输气外罩(3)，局部排水输气外罩(3)罩在外套(2)的下部，局部排水输气外罩(3)的上端与外套(2)的凸缘螺纹连接，局部排水输气外罩(3)的内壁与外套(2)的外壁之间形成局部排水输气通道(7)。
2.根据权利要求1所述的水下激光切割喷嘴，其特征在于：主切割气体输气通道(4)由上部导气道(4-1)和下部导气道(4-2)由上至下组成，所述上部导气道(4-1)为锥形导气道，锥形导气道的下端直径小于锥形导气道的上端直径，下部导气道(4-2)为圆柱形导气道。
3.根据权利要求1或2所述的水下激光切割喷嘴，其特征在于：局部排水输气外罩(3)的下端孔的为锥形孔，锥形孔的上端直径小于锥形孔的下端直径，所述锥形孔的倾斜角(α)为2度至25度。
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