CN209792868U - 一种高功率激光切割头水冷散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高功率激光切割头水冷散热装置，其包括切割头安装板、固定在所述切割头安装板上的水冷铝块、贴合设置在所述水冷铝块上且与所述切割头安装板固定连接的激光切割头、将所述激光切割头下部的光束外筒包裹在内的圆形水冷块，所述水冷铝块内部设置有流通冷却水的冷却流道，所述圆形水冷块的内部设置有环形腔体，所述圆形水冷块上设置有与所述环形腔体连通的第二进水口与第二出水口。本实用新型冷却效率高、冷却效果好，提高了激光切割头的使用寿命。

Description

一种高功率激光切割头水冷散热装置

【技术领域】

本实用新型属于激光设备技术领域，特别是涉及一种高功率激光切割头水冷散热装置。

【背景技术】

随着激光技术的不断发展，越来越成熟的激光技术应用在各个领域，例如，激光打标、激光打印、激光切割、激光焊接、激光测距等，激光具有方向性强、高亮度和能量集中的特点，因此，激光光源在工作中往往会产生大量的热量，如不及时将热量散发，将会影响激光光源及相关工作元器件的工作寿命及工作效率，甚至将可能导致激光光源及相关工作元器件的烧毁。

激光切割是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。

由于激光所携带的功率密度较大，当激光照射在反射镜和聚焦透镜上时，即使反射镜和聚焦透镜只吸收极少部分激光的能量，但是还是会导致反射镜、聚焦透镜和通光管发热。尤其是在激光头长时间工作时，会导致通光管温度升高，对聚焦透镜和反射镜造成损害。

目前，现有的激光切割头缺乏良好的散热结构，尤其是高功率的激光切割头，急需一种高功率激光切割头水冷散热装置来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种高功率激光切割头水冷散热装置，冷却效率高、冷却效果好，提高了激光切割头的使用寿命。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种高功率激光切割头水冷散热装置，包括水冷铝块和圆形水冷块，所述水冷铝块位置在激光切割头后部，与切割头安装板连接在一起，采用机加工的方式，在铝块内部钻多个孔，形成水路循环，对激光切割头背面进行冷却散热，预留一个进水口和出水口，其余孔位密封堵住；所述圆形水冷块包裹在激光切割头下部的光束外筒，上面部分由螺钉锁在激光切割头和切割头安装板上，包裹部分侧面有螺杆锁住，紧密包裹在切割头部，以便更好地冷却，由于切割时大部分的热量都集中在切割头下面部分，所以圆形水冷块内部形成有环形腔体，增大冷却水量，对应的增加冷却效果，同时设有一个进水口，一个出水口，便于更好地水循环，顶部有两块端板焊接，防止冷却水泄露。

与现有技术相比，本实用新型一种高功率激光切割头水冷散热装置的有益效果在于：在激光切割头的背部和下部光束外筒上设置冷却模组，大大提高了激光焊接头的冷却效率和冷却效果，提高了激光焊接头的使用寿命。具体的，整体水路循环是由水冷机经由管路到水冷铝块经过内部循环带走热量，从出水口出去经由管路进入圆形水冷块进水口，到圆形水冷块内部对切割头下面部分冷却，再从出水口出去，由管路回到水冷机，完成水路冷却循环，整体水路循环对切割头背部和切割头下部进行冷却，背部采用管路水循环，下面部分采用空心结构增大冷却水量，更好地冷却，能快速冷却，保证切割头在长期工作中的稳定性。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例的一个角度结构示意图；

图2为本实用新型实施例中圆形水冷块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中水冷铝块内的冷却流道的结构示意图；

图中数字表示：

100高功率激光切割头水冷散热装置；

1激光切割头；2水冷铝块；3切割头安装板；4圆形水冷块；5喷嘴；6光束外筒；7冷却流道；8环形腔体；9竖向收缩缝；10隔挡块

A第一进水口；B第一出水口；C须密封孔位；D第二进水口；E第二出水口；F夹紧功能锁紧口。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1-图3，本实施例为高功率激光切割头水冷散热装置100，其包括切割头安装板3、固定在切割头安装板3上的水冷铝块2、贴合设置在水冷铝块2上且与切割头安装板3固定连接的激光切割头1、将激光切割头1下部的光束外筒6包裹在内的圆形水冷块4，水冷铝块2内部设置有流通冷却水的冷却流道7，圆形水冷块4的内部设置有环形腔体8，圆形水冷块4上设置有与环形腔体8连通的第二进水口D与第二出水口E。

激光切割头1的末端设置有激光喷嘴5，提高切割质量，切割精度。

激光切割头1在工作时，由于激光所携带的功率密度较大，往往会产生大量的热量，尤其是在万瓦级以上的激光切割头，会产生相当高的热量，如不及时散热可能将会影响激光光源及相关工作元器件的工作寿命及工作效率。

冷却流道7均匀的分布在水冷铝块2内部，对激光切割头1的背部进行整个表面的冷却散热降温。水冷铝块2是一个机加工件，纵向和横向分别钻孔，相连在一起，其中A为第一进水口，B为第一出水口，其余孔位C均需要密封，防漏水。

切割头安装板3用于安装固定水冷铝块2和激光切割头1。

圆形水冷块4套设在激光切割头1的光束外筒6上。圆形水冷块4上设置有一贯通至下表面的竖向收缩缝9，圆形水冷块4通过水平穿过所述竖向收缩缝9的锁紧螺丝将其锁紧在光束外筒6上，使其更紧密的贴合在激光切割头1上，更好地冷却散热。

环形腔体8内设置有一隔挡块10，第二进水口D和第二出水口E分别位于隔挡块10的两边，使得冷却水从第二进水口D进入到环形腔体8内环绕光束外筒6流动一圈后再由第二出水口E流出，全面的对光束外筒6进行冷却散热。

圆形水冷块4安装位于激光切割头1下部，由四颗螺丝锁在激光头上，内部为空心，可以有较大容量的冷却水进行冷却，设有一个进水口和出水口，完成冷却水循环路径，右侧中间留有一个缝隙，设有两个夹紧螺栓孔F，锁紧之后，可以和激光切割头紧密贴合，能更好的散热，顶部设置有两个圆形端盖与圆形水冷块4密封焊接封闭所述环形腔体8，防止漏水。

本实施例中，水冷铝块2与圆形水冷块4之间可以串联也可并联。

一种高功率激光切割头水冷散热装置100的运行流程为，冷却水经由水冷机通过管路，从第一进水口A进入水冷铝块2，冷却水内部循环，对激光切割头1背部冷却散热，再由第一出水口B流出，经管路把冷却水输送到第二进水口D，从而冷却水进去圆形冷却块4中，对激光切割头1下面部分进行冷却，在经过第二出水口E，经由管路冷却水回到水冷机中，完成冷却散热的效果；或冷却水经由水冷机通过管路分为两路分别进入到水冷铝块2和圆形冷却块4中，对激光切割头1的背部和下部进行冷却散热。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种高功率激光切割头水冷散热装置，其特征在于：其包括切割头安装板、固定在所述切割头安装板上的水冷铝块、贴合设置在所述水冷铝块上且与所述切割头安装板固定连接的激光切割头、将所述激光切割头下部的光束外筒包裹在内的圆形水冷块，所述水冷铝块内部设置有流通冷却水的冷却流道，所述圆形水冷块的内部设置有环形腔体，所述圆形水冷块上设置有与所述环形腔体连通的第二进水口与第二出水口。

2.如权利要求1所述的高功率激光切割头水冷散热装置，其特征在于：所述激光切割头的末端设置有激光喷嘴。

3.如权利要求1所述的高功率激光切割头水冷散热装置，其特征在于：所述水冷铝块包括与所述冷却流道连通的第一进水口和第一出水口。

4.如权利要求1所述的高功率激光切割头水冷散热装置，其特征在于：所述圆形水冷块上设置有一贯通至下表面的竖向收缩缝，所述圆形水冷块通过水平穿过所述竖向收缩缝的锁紧螺丝将其锁紧在所述光束外筒上。

5.如权利要求1所述的高功率激光切割头水冷散热装置，其特征在于：所述环形腔体内设置有一隔挡块，所述第二进水口和所述第二出水口分别位于隔挡块的两边。

6.如权利要求1所述的高功率激光切割头水冷散热装置，其特征在于：所述圆形水冷块的顶部设置有两个圆形端盖与所述圆形水冷块密封焊接封闭所述环形腔体。