激光切割的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光切割机，包括激光切割头与辅助气体供应装置，所述辅助气体供应装置包括与所述激光切割头连接的进气总管，所述辅助气体供应装置还包括至少两路与所述进气总管的进气端连接的进气支管；本实用新型的激光切割机，进气支管的一端分别连接不同的辅助气体气源，另一端则连接进气总管，通过进气总管将辅助气体供应至激光切割头，因此在进行切割工作时能随时替换辅助气体气源或者混合多种辅助气体以实现不同功能，简化切割工作，同时避免因替换气源而造成的污染和浪费；本实用新型结构简单、使用方便，具有很强的实用性。
【专利说明】激光切割机
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种切割机，特别涉及一种激光切割机。
【背景技术】
[0002] 激光加工具有许多优势，比如精度高、速度快、效率高。激光切割是利用聚焦的高 功率激光照射至工件，当激光超过阈值功率密度后，将长键状高分子有机物的化学键予以 打断，在众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下，使材料被快速移除而成孔，随着激光束与 工件的相对移动，最终在工件形成切缝。在激光切割过程中常常需要提供辅助气体，以隔离 大气、减少附着物的飞溅或者提高激光熔接能力。此外，由于金属表面的激光反射率高达 95%，使激光能量不能有效地射入金属表面，通过喷吹辅助气体可提高材料对激光的吸收 率。不同的辅助气体具有不同功能，例如压缩空气能起到净化光束的作用，防止外部污染物 进入密闭光路，保证光学元件的清洁度。根据待切割工件的材料、厚度、切割方法等的不同 需要选择不同的辅助气体，甚至有一些复杂切割工艺还需要按照一定的比例混合后作为辅 助气体。但是，现有的激光切割机通常只设置有单路进气管，只能实现单一功能，而切割时 频繁地更换辅助气体气源或者更换激光切割机，既使切割工作繁琐，在替换气源的过程中， 辅助气体容易泄露，由此可能造成污染和浪费。
[0003] 因此，有必要对现有的激光切割机进行改进，使其具有多路进气管，在切割时能随 时替换辅助气体气源或者混合多种辅助气体以实现不同功能，简化切割工作，同时避免因 替换气源而造成的污染和浪费。 实用新型内容
[0004] 有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种激光切割机，其具有多路进气管，在切 割时能随时替换辅助气体气源或者混合多种辅助气体以实现不同功能，简化切割工作，同 时避免因替换气源而造成的污染和浪费。
[0005] 本实用新型的激光切割机，包括激光切割头与辅助气体供应装置，所述辅助气体 供应装置包括与所述激光切割头连接的进气总管，所述辅助气体供应装置还包括至少两路 与所述进气总管的进气端连接的进气支管。
[0006] 进一步，所述进气支管设置有两路，分别与氧气气源、惰性气体气源连接。
[0007] 进一步，所述惰性气体气源为氮气气源。
[0008] 进一步，所述辅助气体供应装置还包括气体混合器，所述气体混合器的进气端与 所述进气支管连接，所述气体混合器的出气端与所述进气总管连接。
[0009] 进一步，所述气体混合器安装有控制器、压力传感器和流量控制器，所述压力传感 器和流量控制器分别与所述控制器电连接。
[0010] 进一步，所述气体混合器还安装有报警器，所述报警器与所述控制器电连接。
[0011] 进一步，所述激光切割头包括喷嘴，所述喷嘴的横截面积从上往下逐渐缩小。
[0012] 本实用新型的有益效果：本实用新型的激光切割机，进气支管的一端分别连接不 同的辅助气体气源，另一端则连接进气总管，通过进气总管将辅助气体供应至激光切割头， 因此在进行切割工作时能随时替换辅助气体气源或者混合多种辅助气体以实现不同功能， 简化切割工作，同时避免因替换气源而造成的污染和浪费；本实用新型结构简单、使用方 便，具有很强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
[0014] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 图1为本实用新型的结构示意图，如图所示：本实用新型的激光切割机，包括激光 发生器、激光切割头1、工件台与辅助气体供应装置，激光发生器产生激光切割头1所使用 的激光束5,工件台用于放置工件，所述辅助气体供应装置包括与所述激光切割头1连接的 进气总管2,所述辅助气体供应装置还包括至少两路与所述进气总管2的进气端连接的进 气支管3 ;激光切割头1开有进气口，进气总管2的出气端固定连接在该进气口，另一端即 进气端与进气支管3相连；进气支管3的数量视具体工艺情况而定；进气支管3的一端分别 连接不同的辅助气体气源，另一端则连接进气总管2,通过进气总管2将辅助气体供应至激 光切割头1，因此在进行切割工作时能随时替换辅助气体气源或者混合多种辅助气体以实 现不同功能，简化切割工作，同时避免因替换气源而造成的污染和浪费。
[0016] 本实施例中，所述进气支管3设置有两路，分别与氧气气源31、惰性气体气源32连 接；如此设置将有三种辅助气体供选择，即单一氧气、单一惰性气体或者二者的混合气体； 切割碳钢钛钢或者热处理钢等易氧化的金属钢板材料时，适宜使用氧气作为铺助气体，激 光氧气切割时氧气参与燃烧，在这一过程中，氧气用于金属表面的激光束投射点，使钢板加 热，带来放热反应，使区域温度达到熔点，熔化的金属被吹风吹出去，与材料脱离，最终形成 一个平滑、带有氧化层的切割表面；切割易燃材料时，可采用惰性气体，能有效防止材料燃 烧。
[0017] 本实施例中，所述惰性气体气源32为氮气气源；氮气激光切割时材料完全依靠 激光能量熔化，氮气吹出切缝的同时因为氮气不活泼的化学特性、避免了不合适的化学反 应；熔点区域温度相对较低，加上氮气的冷却、保护作用，反应平稳、均匀，切割质量高，断面 细腻光滑、光洁度高，特别是没有氧气激光切割时必然的氧化层。
[0018] 本实施例中，所述辅助气体供应装置还包括气体混合器4,所述气体混合器4的进 气端与所述进气支管3连接，所述气体混合器4的出气端与所述进气总管2连接；此时，气 体混合器4作为进气总管2与进气支管3的连接中介，能有效对气源进行选择，并能使气体 按照特定比例混合均匀。
[0019] 本实施例中，所述气体混合器4安装有控制器41、压力传感器42和流量控制器 43,所述压力传感器42和流量控制器43分别与所述控制器41电连接；控制器41已经通过 计算机编程完成对辅助气体类型、辅助气体类型压强以及辅助气体混合比例的设定；控制 器41根据不同切割工艺的参数要求以及从压力传感器42检测到的气体压力，按照给定的 气体混合比例，通过流量控制器43调节各进气支管3的进气流量和气体压力；通过气体混 合器4既可以提供单一气源，也可以实现多种气源的混合。
[0020] 本实施例中，所述气体混合器4还安装有报警器44,所述报警器44与所述控制器 41电连接；控制器41根据从压力传感器42检测到的气体压力，当压力超出或者低于设定 值时，向报警器44输出信号，报警器44发出报警声，以提高切割工艺的安全性。
[0021] 本实施例中，所述激光切割头1包括喷嘴11、聚焦透镜12,聚焦透镜12将激光束 5聚焦形成高能量密度的光斑；所述喷嘴11的横截面积从上往下逐渐缩小，以增大所喷出 辅助气体的流速和压强。
[0022] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本 实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范 围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种激光切割机，包括激光切割头（1)与辅助气体供应装置，所述辅助气体供应装 置包括与所述激光切割头（1)连接的进气总管（2)，所述辅助气体供应装置还包括至少两 路与所述进气总管（2)的进气端连接的进气支管（3);其特征在于：所述激光切割头（1)包 括喷嘴（11)和聚焦透镜（12)，所述喷嘴（11)的横截面积从上往下逐渐缩小，经过所述聚焦 透镜（12)聚焦后的激光束（5)和从所述进气总管（2)进入的辅助气体通过所述喷嘴（11) 射到被切材料处。
2. 根据权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述进气支管（3)设置有两路，分 别与氧气气源（31)、惰性气体气源（32)连接。
3. 根据权利要求2所述的激光切割机，其特征在于：所述惰性气体气源（32)为氮气气 源。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的激光切割机，其特征在于：所述辅助气体供 应装置还包括气体混合器（4)，所述气体混合器（4)的进气端与所述进气支管（3)连接，所 述气体混合器（4)的出气端与所述进气总管（2)连接。
5. 根据权利要求4所述的激光切割机，其特征在于：所述气体混合器（4)安装有控制 器（41)、压力传感器（42)和流量控制器（43)，所述压力传感器（42)和流量控制器（43)分 别与所述控制器（41)电连接。
6. 根据权利要求5所述的激光切割机，其特征在于：所述气体混合器（4)还安装有报 警器（44)，所述报警器（44)与所述控制器（41)电连接。
【文档编号】B23K26/38GK203875486SQ201420168111
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】范彦宏, 苟苏文, 朱有坤, 李小波, 吴志纲 申请人:重庆市光学机械研究所