CN210703158U - 一种防反渣的激光切割头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防反渣的激光切割头，包括保护镜座、导气环、整流腔以及喷嘴组件；在所述保护镜座上设置有保护镜；在所述整流腔上设置有开口朝上的第一腔体；在所述导气环上设置有若干第二腔体，所述第二腔体与所述第一腔体连通；在所述导气环上设置有若干第三腔体，所述第三腔体设置在所述第二腔体的下游，并且所述第三腔体横截面的宽度小于第二腔体横截面的宽度；所述第一腔体和第二腔体均为环形；在所述整流腔上设置有进气口，所述进气口呈水平方向，所述进气口与所述第一腔体连通；在所述导气环上还设置有防尘件；通过在导气环上设置有防尘件，大大减少了反渣靠近保护镜的比率，延长了保护镜的寿命，增加切割性能的稳定性。

Description

一种防反渣的激光切割头

技术领域

本实用新型涉及激光切管领域，尤其涉及一种防反渣的激光切割头。

背景技术

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，广泛的应用于工业各种各样的金属行业当中。

但是激光穿孔和切割时，现行的激光切割头的结构(如图1所示)经常有反渣(熔融金属粉尘)进到保护镜，使保护镜污染，激光通过保护镜时，污染了的保护镜会会吸收激光能量，最终保护镜被损坏烧伤，影响激光切割稳定批量生产。

现在急需一种对激光加工反渣有防护作用的结构，来对激光加工反渣进行最大程度的防护，延长保护镜的寿命，确保激光切割的稳定性生产。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种防反渣的激光切割头，通过在导气环上设置有防尘件，大大减少了反渣靠近保护镜的比率，延长了保护镜的寿命，增加切割性能的稳定性；具体内容如下：

包括保护镜座、导气环、整流腔以及喷嘴组件；所述喷嘴组件与所述整流腔的下端固定连接；所述导气环设置在所述保护镜座和所述整流腔之间，并分别与所述保护镜座和所述整流腔固定连接；在所述保护镜座上设置有保护镜；在所述整流腔上设置有开口朝上的第一腔体；在所述导气环上设置有若干第二腔体，所述第二腔体与所述第一腔体连通；在所述导气环上设置有若干第三腔体，所述第三腔体设置在所述第二腔体的下游，并且所述第三腔体横截面的宽度小于第二腔体横截面的宽度；所述第一腔体和第二腔体均为环形；在所述整流腔上设置有进气口，所述进气口呈水平方向，所述进气口与所述第一腔体连通；在所述导气环上还设置有防尘件。

优选的，所述防尘件与所述导气环一体成型。

优选的，所述防尘件整体呈环形，所述防尘件的截面呈三角形，所述三角形包括沿竖直方向的底边以及与所述底边连接的第一侧边和第二侧边；所述三角形的底边与所述导气环配合。

优选的，所述底边、第一侧边和第二侧边均为直线。

优选的，所述底边为直线，所述第一侧边和第二侧边为弧线。

优选的，所述第一侧边设置在所述第二侧边的上方，所述第一侧边与竖直方向的夹角为α，0°＜α＜90°。

优选的，60°＜α＜80°。

优选的，在所述第一侧边和第二侧边之间设置有倒圆角。

优选的，所述第二腔体与竖直方向的夹角为β，0°＜β＜90°。

优选的，所述第三腔体与竖直方向的夹角为θ，0°＜θ＜90°，其中，θ＝β。

本实用新型的有益效果为：

通过在导气环上设置有防尘件，大大减少了反渣靠近保护镜的比率，延长了保护镜的寿命，增加切割性能的稳定性，并且结构简单，易于实现。

附图说明

图1为现有技术中激光切割头的结构；

图2为本实用新型一种防反渣的激光切割头的剖面图。

图中各附图标记所指代的技术特征如下：

1、保护镜座；2、导气环；3、整流腔；4、喷嘴组件；5、保护镜；6、进气口；7、第一腔体；8、第二腔体；9、第三腔体；10、防尘件；11、第一侧边；12、第二侧边。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

实施例一：

如图2所示，一种防反渣的激光切割头，包括保护镜座1、导气环2、整流腔3和喷嘴组件4；所述保护镜座1上设置有中心腔体，所述导气环2呈环形，所述环形的导气环围成一个中心腔体；所述整流腔3上设置有中心腔体；所述保护镜座1、导气环2、整流腔3从上到下依次设置，并且所述保护镜座1、导气环2、整流腔3上的中心腔体的轴线重合，使得所述保护镜座1、导气环2、整流腔3形成一个顺滑的腔体；所述喷嘴组件4与所述整流腔3的下端固定连接；所述导气环2设置在所述保护镜座1和所述整流腔3之间，并分别与所述保护镜座1和所述整流腔3固定连接；在所述保护镜座1上设置有保护镜5，所述保护镜5呈水平状态。

在所述整流腔3上设置有进气口6，所述进气口呈水平状态；在所述整流腔上设置有第一腔体7，所述第一腔体7的开口朝上，所述第一腔体7为环形；所述进气口6与所述第一腔体7连通，并且所述进气口6与所述第一腔体7垂直；在所述导气环2上设置有第二腔体8，所述第二腔体8与所述第一腔体7连通，所述第二腔体8呈环形；在所述导气环上还设置有若干第三腔体9，所述第三腔体9均与所述第二腔体8连通，所述第三腔体9围绕所述导气环2的中心腔体的轴线设置有多个；所述第三腔体9与整个激光切割头的中心腔体连通；所述进气口6、第一腔体7、第二腔体8以及第三腔体9组成了辅助气体的流道；辅助气体从进气扣6进入，依次通过第一腔体7、第二腔体8以及第三腔体9后进入到整个激光切割头的中心腔体中。

所述第三腔体9的横截面的宽度小于第二腔体8的横截面的宽度；辅助气体从进气口6进入到第一腔体7和第二腔体8后，立马充满整个第一腔体7和第二腔体8；为了使得辅助气体从第一腔体7和第二腔体8内均匀进入到每个第三腔体9内，因此将第三腔体9的横截面的宽度设置成小于第二腔体8的横截面的宽度；当辅助气体从第二腔体8进入到第三腔体9内时，能够均匀的进入到每一个第三腔体9内。所述第二腔体8设置在所述第一腔体7的下游，所述第三腔体9设置在所述第二腔体8的下游。

所述第二腔体8与竖直方向的夹角为β，0°＜β＜90°。如此设置的目的是为了将辅助气体朝向所述中心腔体的方向引导，并且为了减少气流损失，将所述第一腔体7的横截面的宽度设置成与所述第二腔体8的横截面的宽度相等。

所述第三腔体9与竖直方向的夹角为θ，0°＜θ＜90°，θ可以与β相等，θ也可以与β不相等，为了减少气流损失，在本实施例中θ＝β。

在现有技术中，辅助气体从进气口6进入后依次通过第一腔体7、第二腔体8以及第三腔体9后进入到整个激光切割头的中心腔体中。具体的，所述辅助气体从第三腔体9流出后打到保护镜5上，然后向下流动，最后从喷嘴组件流出；所以喷嘴组件切割金属产生的反渣会逆向经过中心腔体后打击到保护镜5上，对保护镜造成污染，污染了的保护镜会吸收激光能量，最终保护镜被损坏烧伤，影响激光切割稳定批量生产；所以，为了解决上述问题，在本实用新型中，在所述导气环2上还设置有防尘件10，该防尘件10在中心腔体上作为一个障碍物，阻碍了反渣逆向经过中心腔体后打击到保护镜5上，从而保护了保护镜5。

所述防尘件10与所述导气环固定连接，优选的，为了便于制造，所述防尘件10与所述导气环一体成型；所述防尘件整体呈环形；并且所述防尘件10的截面可以为任意形状，有限的，所述防尘件10的截面呈三角形，既能够对辅助气体进行导流，又能够阻挡反渣；所述三角形包括沿竖直方向的底边以及与所述底边连接的第一侧边11和第二侧边12，所述三角形的底边与所述导气环2配合。在本实施例中，所述底边、第一侧边11和第二侧边12均为直线，所述第一侧边设置在所述第二侧边的上方，所述第一侧边11与竖直方向的夹角为α，0°＜α＜90°，从第三腔体9出去的辅助气体击打到保护镜上后沿着所述第一侧边11所在的表面向下运动，最后从喷嘴组件内吹出；优选的，60°＜α＜80°。α的取值越小，切割性能越好，但是对保护镜的污染越多；α的取值越大，对保护镜的污染越少，但是降低了切割性能，所以，优选的，60°＜α＜80°时在能保证切割性能的同时，使得对保护镜的污染也处在一个较低的水平；通过刻意设置不正常穿孔参数，以便容易产生大量的反渣的切割工艺参数进行测试。对穿孔100个数量的保护镜污染状态比较，表1为不同α取值的比较结果：

锥度(°)

50

60

70

80

90

100

污染状态

多

极少

极少

极少

极少

极少

切割性能

良好

良好

良好

良好

切割面粗糙

切割面粗糙

通过表1可见，当α的取值在60-80度时，有较好的切割性能和良好的保护镜面，延长了保护镜的寿命，适合稳定批量切割。

为了保证辅助气体能顺着第一侧边11所在的表面向下运动，在所述第一侧边11和第二侧边12之间设置有倒圆角。

实施例二：

本实施例仅描述与上一实施例不同之处。

在本实施例中，所述第一侧边11和第二侧边12为弧线。将所述第一侧边11设置成弧线的目的是为了对经过所述第侧边11所在的平面的气流进行导流；将所述第二侧边12设置成弧线的目的是为了，当反渣逆向运动打击到所述第二侧边12所在的平面的时候，能够增加第二侧边12所在的平面的面积。

以上对本实用新型所提供的一种防反渣的激光切割头的实施例进行了详细阐述。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的原理的前提下，还可以本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防反渣的激光切割头，其特征在于：包括保护镜座、导气环、整流腔以及喷嘴组件；所述喷嘴组件与所述整流腔的下端固定连接；所述导气环设置在所述保护镜座和所述整流腔之间，并分别与所述保护镜座和所述整流腔固定连接；在所述保护镜座上设置有保护镜；在所述整流腔上设置有开口朝上的第一腔体；在所述导气环上设置有若干第二腔体，所述第二腔体与所述第一腔体连通；在所述导气环上设置有若干第三腔体，所述第三腔体设置在所述第二腔体的下游，并且所述第三腔体横截面的宽度小于第二腔体横截面的宽度；所述第一腔体和第二腔体均为环形；在所述整流腔上设置有进气口，所述进气口呈水平方向，所述进气口与所述第一腔体连通；在所述导气环上还设置有防尘件。

2.如权利要求1所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：所述防尘件与所述导气环一体成型。

3.如权利要求1所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：所述防尘件整体呈环形，所述防尘件的截面呈三角形，所述三角形包括沿竖直方向的底边以及与所述底边连接的第一侧边和第二侧边；所述三角形的底边与所述导气环配合。

4.如权利要求3所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：所述底边、第一侧边和第二侧边均为直线。

5.如权利要求3所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：所述底边为直线，所述第一侧边和第二侧边为弧线。

6.如权利要求4或5所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：所述第一侧边设置在所述第二侧边的上方，所述第一侧边与竖直方向的夹角为α，0°＜α＜90°。

7.如权利要求6所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：60°＜α＜80°。

8.如权利要求3所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：在所述第一侧边和第二侧边之间设置有倒圆角。

9.如权利要求1所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：所述第二腔体与竖直方向的夹角为β，0°＜β＜90°。

10.如权利要求9所述的一种防反渣的激光切割头，其特征在于：所述第三腔体与竖直方向的夹角为θ，0°＜θ＜90°，其中，θ＝β。

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