CN219616979U - 一种用于激光加工的多级匀化同轴气路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于激光加工的多级匀化同轴气路，属于激光加工技术领域，包括主体，气路匀化组件和喷嘴。激光加工辅助气体是极为紊乱的，紊乱的气体对于激光加工不利，本专利可以将紊乱的气流进行均匀化处理，得到与激光光路同轴的均匀传输的环形气路，能获得更稳定的加工效果。

Description

一种用于激光加工的多级匀化同轴气路

技术领域

本实用新型涉及一种用于激光加工的多级匀化同轴气路，属于激光加工技术领域。

背景技术

激光加工是将激光能量经过透镜聚焦后在焦点上达到极高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工是一种非接触式加工，工件和加工激光头没有实际物理接触，加工速度快、表面变形小，可加工各种材料，可以用作激光打孔、切割、划片、焊接、熔覆和热处理等。除了高能量密度的激光外，激光加工系统中另一个至关重要的因素就是辅助的切割气路，辅助气体起到吹走切割金属熔渣、提升切割速度、防止焊接熔覆氧化、保护镜片清洁等作用。

激光加工的辅助气体通常是储存在工作站或者压缩气瓶之中，辅助气体通常是压缩空气、氮气或者氩气等，气体减压后经过管道输送到激光加工头，初步进入的气体是极为紊乱的，紊乱的气体对于激光加工不利。在对加工性能要求高的应用场合，比如对切割断面光洁度要求高的场合，辅助气体在经过激光喷嘴后要压缩为尽可能匀化无紊乱扰动的气柱，且气柱应与激光光斑同轴，才能获得稳定的加工效果。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于激光加工的多级匀化同轴气路，将紊乱的气流进行均匀化处理，得到与激光光路同轴的均匀传输的环形气路，能获得稳定的加工效果，以解决现有技术中存在的上述问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于激光加工的多级匀化同轴气路，包括自上至下依次设置的主体，气路匀化组件和喷嘴；

所述主体结构中空形成通光孔，所述主体内具有通水水路；

所述气路匀化组件包括快插接头，导气块，气仓环，匀化法兰，保护镜座，保护镜和保护镜，所述导气块上有密封管螺纹孔，所述快插接头安装在所述密封管螺纹孔内，所述导气块内具有储气室，所述储气室上端与所述快插接头的进气道连通，所述储气室侧边与所述气仓环连接，所述气仓环上具有两个圆形通道，所述匀化法兰具有法兰盘式结构且环绕均布有透气孔，所述气仓环和所述匀化法兰围成密封环形气仓，所述匀化法兰和所述保护镜座围成了环形气室，所述环形气室的下端与所述透气孔连通，所述环形气室的出气口是一圈狭缝结构，气体通过此狭缝后进一步压缩。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，保护镜和保护镜将气路匀化组件和主体隔开，保护镜是一种便于拆卸更换的抽屉结构保护镜是固定的，当移除保护镜后仍能防止不洁净的气体杂质等进入主体，气路匀化组件和主体是完全密封隔离的，锥形气道内的加工辅助气体不会进入到主体内的中空空间内，可以实现5MPa以内气压传输而不漏气。

进一步，所述通光孔直径大于入射光斑的直径。

进一步，所述环形气仓呈阶梯结构，阶梯的过渡具有均匀倒角，下端阶梯的环形直径大于上端阶梯的环形直径。

进一步，所述透气孔为圆形或腰型透气孔，所述透气孔的数量为10～40，透气孔的体积之和小于所述环形气仓。

进一步，所述匀化法兰内有锥形气道，所述锥形气道的直径尺寸从上到下逐渐减小且均匀过渡。

本实用新型的有益效果是：

激光加工辅助气体是极为紊乱的，紊乱的气体对于激光加工不利，本专利可以将紊乱的气流进行均匀化处理，得到与激光光路同轴的均匀传输的环形气路，能获得更稳定的加工效果。

附图说明

图1为本实用新型多级匀化同轴气路的结构示意图；

图2为本实用新型多级匀化同轴气路的剖视图；

图3为本实用新型气仓环的剖视图；

图4为本实用新型匀化法兰的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

主体1，气路匀化组件2，锥形气道2A，快插接头201，导气块202，储气室202A，气仓环203，圆形通道203A，环形气仓203B，匀化法兰204，透气孔204A，环形气室204B，保护镜座205，保护镜206，喷嘴3。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

用于激光加工的多级匀化同轴气路，如图1，包括自上至下依次设置的主体1，气路匀化组件2和喷嘴3；

主体1结构中空形成通光孔，主体1内具有通水水路，主体1内的中空空间与气路匀化组件2的锥形气道2A是完全密封隔离的，锥形气道2A内的加工辅助气体不会进入到主体1内的中空空间内；

气路匀化组件2将加工气体进行均匀化处理的组件，如图2-4，包括快插接头201，导气块202，气仓环203，匀化法兰204，保护镜206座205，保护镜206和保护镜206，导气块202上有密封管螺纹孔，快插接头201安装在密封管螺纹孔内，拧紧后能实现高压密封，导气块202内具有储气室202A，储气室202A上端与快插接头201的进气道连通，储气室202A侧边与气仓环203连接，气仓环203上具有两个圆形通道203A，匀化法兰204具有法兰盘式结构且环绕均布有透气孔204A，气仓环203和匀化法兰204围成密封环形气仓203B，匀化法兰204和保护镜206座205围成了环形气室204B，环形气室204B的下端与透气孔204A连通，环形气室204B的出气口是一圈狭缝结构，气体通过此狭缝后进一步压缩，所有气路传输的结构连接都是有密封处理的，可以实现5MPa以内气压传输而不漏气。

激光加工的辅助气体通常是储存在工作站或者压缩气瓶之中，辅助气体通常是压缩空气、氮气或者氩气等，气体减压后经过管道输送到激光加工头，通过快插接头201进入，初步进入的气体是极为紊乱的，紊乱的气体对于激光加工不利，气路匀化组件2的目的就是将紊乱的气流进行均匀化处理，得到与激光光路同轴的均匀传输的环形气路。

在本实用新型的另一种实施方式中，保护镜206和保护镜206将气路匀化组件2和主体1隔开，保护镜206是一种便于拆卸更换的抽屉结构保护镜206是固定的，当移除保护镜206后仍能防止不洁净的气体杂质等进入主体1，气路匀化组件2和主体1是完全密封隔离的，锥形气道2A内的加工辅助气体不会进入到主体1内的中空空间内，可以实现5MPa以内气压传输而不漏气。

在本实用新型的另一种实施方式中，通光孔直径大于入射光斑的直径。

在本实用新型的另一种实施方式中，环形气仓203B呈阶梯结构，阶梯的过渡具有均匀倒角，下端阶梯的环形直径大于上端阶梯的环形直径，气体在环形气仓203B内进行了压缩。

在本实用新型的另一种实施方式中，透气孔204A为圆形或腰型透气孔204A，透气孔204A的数量为10～40，数量是根据辅助气体的气压决定的，处理不同气压的辅助气体可选择不同的透气孔204A种类和数量，透气孔204A的体积之和小于环形气仓203B，辅助气体在此透气孔204A中进一步压缩。

在本实用新型的另一种实施方式中，匀化法兰204内有锥形气道2A，锥形气道2A的直径尺寸从上到下逐渐减小且均匀过渡。

以下讲述气体在通过本气路结构后产生的匀化效果：激光加工辅助气体进入快插接头201是极为紊乱的，紊乱的气体对于激光加工不利。气体通过快插接头201进入后，依次通过储气室202A、两个圆形通道203A、环形气仓203B、透气孔204A、环形气室204B和锥形气道2A。气体通过两个圆形通道203A传输，能有效避免气体在环形气仓203B内旋转。环形气仓203B的体积要远大于透气孔204A和环形气室204B，气体进入体积小的空间结构传输时会进行压缩，气压提升，有利于气体在圆周径向均匀化。环形气室204B的狭缝结构会进一步对传输气体进行均匀化。气体通过环形气室204B的狭缝结构后经过保护镜206反射后进入锥形气道2A。在锥形气道2A的逐步压缩后，提升气体流速，形成了均匀的环形气柱。均匀的环形气柱与激光光路的同轴，能获得更稳定的加工效果。

在对气路均匀性要求高的加工场合，上述的气路匀化结构中，环形气仓203B、透气孔204A和环形气室204B等可以设置有不止一个，通过设置多个环形气仓203B、透气孔204A和环形气室204B等，可以进一步对气路进行均匀化处理，得到近乎理想的圆形气柱。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (5)

1.一种用于激光加工的多级匀化同轴气路，其特征在于，包括自上至下依次设置的主体，气路匀化组件和喷嘴；

所述主体结构中空形成通光孔，所述主体内具有通水水路；

所述气路匀化组件包括快插接头，导气块，气仓环，匀化法兰，保护镜座，保护镜和保护镜，所述导气块上有密封管螺纹孔，所述快插接头安装在所述密封管螺纹孔内，所述导气块内具有储气室，所述储气室上端与所述快插接头的进气道连通，所述储气室侧边与所述气仓环连接，所述气仓环上具有两个圆形通道，所述匀化法兰具有法兰盘式结构且环绕均布有透气孔，所述气仓环和所述匀化法兰围成密封环形气仓，所述匀化法兰和所述保护镜座围成了环形气室，所述环形气室的下端与所述透气孔连通，所述环形气室的出气口是一圈狭缝结构。

2.根据权利要求1所述用于激光加工的多级匀化同轴气路，其特征在于，所述通光孔直径大于入射光斑的直径。

3.根据权利要求1所述用于激光加工的多级匀化同轴气路，其特征在于，所述环形气仓呈阶梯结构，阶梯的过渡具有均匀倒角，下端阶梯的环形直径大于上端阶梯的环形直径。

4.根据权利要求1所述用于激光加工的多级匀化同轴气路，其特征在于，所述透气孔为圆形或腰型透气孔，所述透气孔的数量为10～40，透气孔的体积之和小于所述环形气仓。

5.根据权利要求1所述用于激光加工的多级匀化同轴气路，其特征在于，所述匀化法兰内有锥形气道，所述锥形气道的直径尺寸从上到下逐渐减小且均匀过渡。