CN219402786U - 一种液导激光耦合装置 - Google Patents

Abstract

一种液导激光耦合装置，包括调焦座（1），与调焦座（1）连接的调焦套（2），与调焦套（2）连接的耦合器安装座（3），与耦合器安装座（3）连接的喷嘴（4），与耦合器安装座（3）连接的耦合器（5），位于耦合器（5）远离喷嘴（4）一侧的保护镜（6），与耦合器安装座（3）连接的保护镜锁紧套（7），与调焦座（1）连接的压紧环（8），与调焦座（1）连接的第一调焦螺杆（9）和第二调焦螺杆（10），与所述调焦座（1）连接的顶丝（11），与耦合器安装座（3）连接的气嘴环（12）。本实用新型提供的技术方案，能实现对喷嘴位置的调整，便于将液导激光聚焦焦点位置调整到与喷嘴位置同轴，从而避免喷嘴被烧坏。

Description

一种液导激光耦合装置

技术领域

本实用新型涉及液导激光耦合技术领域，尤其涉及一种液导激光耦合装置。

背景技术

激光加工技术是利用高功率密度激光束与物质相互作用引起物态变化形成热物理效应实现材料去除。激光加工具有加工灵活性高、加工效率高、加工质量高以及易于实现自动化控制等优点，可以实现高硬度、高脆性以及高熔点的多种金属、非金属材料的加工。

水导激光加工是将高能激光束耦合进入微水射流，并由水射流将激光引导至材料表面，从而对工件进行加工的技术。水导激光加工技术中水射流作为光纤使激光在水束内形成全反射实现在水射流内的传播。高速流动的水射流可对加工区域进行有效的冷却，对加工过程中的残余热量进行有效冷却，降低加工产生的热影响区；同时，在水射流的冲击下可将加工产生的残渣冲刷并远离加工区域，避免形成重铸层，有助于提高加工质量。

CN114833441A公开了一种基于自聚焦镜的水导激光耦合系统及方法，从上至下依次为光传输系统，水-光耦合系统和气液复合系统；所述光传输系统包括光纤保护层、光纤、QBH光纤接头和自聚焦镜，保证了激光的传输效率，避免反射光对光源的干扰；自聚焦镜下端为有一定弧度的圆弧状且下端浸没在薄水层中，提高耦合效率；喷嘴为有一定弧度的圆弧状，与自聚焦镜相互配合，缩短自聚焦镜和喷嘴中心上表面距离且保证薄水层厚度不变，保证水光高效耦合。采用多级式溢流台阶有效的消除水流动的脉动，提高水束稳定性；采用环形气体束包裹在水束外围，避免积水；采用自聚焦镜减小耦合腔的体积和重量。

现有技术中由于水导激光对水束的直径要求很小，这使得喷嘴直径十分小，导致水束-激光束耦合十分困难，往往因为耦合不成功而导致喷嘴被烧坏，增加成本。为了避免喷嘴被烧坏，因此需要对聚焦焦点与喷嘴相互位置进行判断和调整。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种液导激光耦合装置，以解决上述背景技术中提出的问题，能实现对喷嘴位置的调整，便于将液导激光聚焦焦点位置调整到与喷嘴位置同轴。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的液导激光耦合装置，包括调焦座，所述调焦座具有圆形通孔，所述圆形通孔的底端具有环形凸台；液导激光耦合装置还包括与所述调焦座的环形凸台连接的调焦套，与所述调焦套连接的耦合器安装座，与所述耦合器安装座连接的喷嘴，位于所述喷嘴的上方、与所述耦合器安装座连接的耦合器，位于所述耦合器远离喷嘴一侧的保护镜，与所述耦合器安装座连接的保护镜锁紧套，与所述调焦座连接的压紧环，相互垂直布置且与所述调焦座连接的第一调焦螺杆和第二调焦螺杆，与所述调焦座连接、且与所述第一调焦螺杆对称布置和与所述第二调焦螺杆对称布置的顶丝，与所述耦合器安装座连接的气嘴环；所述耦合器安装座具有与所述耦合器连通的进液口和与所述气嘴环连通的进气口。

作为进一步的改进技术方案，本实用新型提供的液导激光耦合装置，所述顶丝机构包括设置在所述调焦座上的安装孔，与所述安装孔连接的滚珠，位于所述滚珠与安装孔孔底之间的压缩弹簧。

作为进一步的改进技术方案，本实用新型提供的液导激光耦合装置，所述耦合器安装座具有轴向台阶通孔，所述喷嘴位于所述轴向台阶通孔内与所述耦合器安装座连接，所述耦合器位于所述轴向台阶通孔内与所述喷嘴连接，所述耦合器具有轴向圆锥台液腔、和环绕耦合器外表面中部的进液凹槽，若干按等弧度均匀布置且与所述进液凹槽和轴向圆锥台液腔连通的内进液口，若干按等弧度均匀布置在所述耦合器的外表面、一端与所述进液凹槽连通将液流导向喷嘴进液部的进液槽。

在上述改进方案的基础上，作为进一步的改进技术方案，本实用新型提供的液导激光耦合装置，所述进液口为二个，对称地布置在耦合器安装座的两侧，所述内进液口为四个，在耦合器的径向上均匀分布；所述进液口的出口位于两相邻内进液口的中间。

在不冲突的情况下，前述改进技术方案可以单独或组合实施。

本实用新型提供的技术方案，能实现对喷嘴位置的调整，便于将液导激光聚焦焦点位置调整到与喷嘴位置同轴，从而避免喷嘴被烧坏。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是实施例液导激光耦合装置的主视结构示意图；

图2是图1中的Ａ—Ａ向结构示意图；

图3是图2中的局部放大图；

图4是实施例中的耦合器的立体结构示意图；

图5是实施例中的顶丝机构的结构示意图。

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详细的说明。

如图1和图2所示的液导激光耦合装置，包括调焦座1，所述调焦座1具有圆形通孔，所述圆形通孔的底端具有环形凸台；液导激光耦合装置还包括与所述调焦座1的环形凸台连接的调焦套2，与所述调焦套2连接的耦合器安装座3，与所述耦合器安装座3连接的喷嘴4，位于所述喷嘴4的上方、与所述耦合器安装座3连接的耦合器5，位于所述耦合器5远离喷嘴4一侧的保护镜6，与所述耦合器安装座3连接的保护镜锁紧套7，与所述调焦座1连接的压紧环8，相互垂直布置且与所述调焦座1连接的第一调焦螺杆9和第二调焦螺杆10，与所述调焦座1连接、且与所述第一调焦螺杆9对称布置和与所述第二调焦螺杆10对称布置的顶丝11，与所述耦合器安装座3连接的气嘴环12；所述耦合器安装座3具有与所述耦合器5连通的进液口13和与所述气嘴环12连通的进气口。

工作原理：调焦套2能在调焦座1的环形凸台上移动，调焦套2带动耦合器安装座3移动，耦合器安装座3带动喷嘴4移动。第一调焦螺杆9和第二调焦螺杆10的方向相互垂直，当第一调焦螺杆9和第二调焦螺杆10旋转时，调焦套2就会向相应的方向移动，从而带动光喷嘴4移动，能将喷嘴位置调整至与液导激光聚焦焦点位置同轴。

作为其中的一个实施例，如图5所示，在前述基础方案的基础上，液导激光耦合装置的顶丝机构11包括设置在所述调焦座1上的安装孔，与所述安装孔连接的滚珠14，位于所述滚珠14与安装孔孔底之间的压缩弹簧15。

作为其中的一个实施例，如图3和图4所示，在前述基础方案的基础上，耦合器安装座3具有轴向台阶通孔16，所述喷嘴4位于所述轴向台阶通孔16内与所述耦合器安装座3连接，所述耦合器5位于所述轴向台阶通孔16内与所述喷嘴4连接，所述耦合器5具有轴向圆锥台液腔17、和环绕耦合器5外表面中部的进液凹槽18，若干按等弧度均匀布置且与所述进液凹槽18和轴向圆锥台液腔17连通的内进液口19，若干按等弧度均匀布置在所述耦合器5的外表面、一端与所述进液凹槽18连通将液流导向喷嘴4进液部的进液槽20。

耦合器5的轴向圆锥台液腔17，能做成大容积腔体，通过使用大容积腔体水腔，耦合器能做到恒压稳流，减少紊流和水流脉动，获得稳定的水束。耦合器的进液凹槽18为环型槽，其截面为半圆形，内进液口19按等弧度均匀布置，有利于减少紊流和水流脉动，进液槽20按等弧度均匀布置，从四周均匀地将一部分水导入喷嘴4的进口处，有利于减少紊流和水流脉动，同时防止激光向外散射。

作为其中的一个实施例，如图2和图3所示，所述进液口13为二个，对称地布置在耦合器安装座3的两侧，所述内进液口19为四个，在耦合器5的径向上均匀分布；所述进液口13的出口位于两相邻内进液口19的中间。进液口13与内进液口19错开45°角，防止进液口13产生直接射入内进液口19和轴向圆锥台液腔17内，有利于减少紊流和水流脉动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不以任何方式限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种液导激光耦合装置，其特征在于，包括调焦座（1），所述调焦座（1）具有圆形通孔，所述圆形通孔的底端具有环形凸台；液导激光耦合装置还包括与所述调焦座（1）的环形凸台连接的调焦套（2），与所述调焦套（2）连接的耦合器安装座（3），与所述耦合器安装座（3）连接的喷嘴（4），位于所述喷嘴（4）的上方、与所述耦合器安装座（3）连接的耦合器（5），位于所述耦合器（5）远离喷嘴（4）一侧的保护镜（6），与所述耦合器安装座（3）连接的保护镜锁紧套（7），与所述调焦座（1）连接的压紧环（8），相互垂直布置且与所述调焦座（1）连接的第一调焦螺杆（9）和第二调焦螺杆（10），与所述调焦座（1）连接、且与所述第一调焦螺杆（9）对称布置和与所述第二调焦螺杆（10）对称布置的顶丝机构（11），与所述耦合器安装座（3）连接的气嘴环（12）；所述耦合器安装座（3）具有与所述耦合器（5）连通的进液口（13）和与所述气嘴环（12）连通的进气口。

2.根据权利要求1所述的液导激光耦合装置，其特征在于，所述顶丝机构（11）包括设置在所述调焦座（1）上的安装孔，与所述安装孔连接的滚珠（14），位于所述滚珠（14）与安装孔孔底之间的压缩弹簧（15）。

3.根据权利要求1所述的液导激光耦合装置，其特征在于，所述耦合器安装座（3）具有轴向台阶通孔（16），所述喷嘴（4）位于所述轴向台阶通孔（16）内与所述耦合器安装座（3）连接，所述耦合器（5）位于所述轴向台阶通孔（16）内与所述喷嘴（4）连接，所述耦合器（5）具有轴向圆锥台液腔（17）、和环绕耦合器（5）外表面中部的进液凹槽（18），若干按等弧度均匀布置且与所述进液凹槽（18）和轴向圆锥台液腔（17）连通的内进液口（19），若干按等弧度均匀布置在所述耦合器（5）的外表面、一端与所述进液凹槽（18）连通将液流导向喷嘴（4）进液部的进液槽（20）。

4.根据权利要求3所述的液导激光耦合装置，其特征在于，所述进液口（13）为二个，对称地布置在耦合器安装座（3）的两侧，所述内进液口（19）为四个，在耦合器（5）的径向上均匀分布；所述进液口（13）的出口位于两相邻内进液口（19）的中间。