专利名称：一种激光加工方法
技术领域：
本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种激光加工方法。
背景技术：
随着激光技术的不断发展，激光的应用领域越来越广泛，激光加工是其中 最大的一个领域，它包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻 孔和纟殷加工等。在现有工业中，激光加工更是以其无可比拟的优势,皮广泛地应 用于汽车、电子、电器、航空、机械制造等领域。但是现有的激光加工技术多 是依靠激光的热效应来达到加工目的，因此热影响所带来的负面效应便不可避 免的存在。例如激光切割是将激光束经过聚焦后照射到被加工材料上，光能转 化为热能，使被加工材料温度急速升高，然后使材料熔化或汽化。与此同时， 与光束同轴的气流从喷嘴喷出，将熔化或汽化了的材料由切口的底部吹走。随 着激光与工件的相对运动，在工件上形成切缝从而达到切割的目的。由于是靠 激光的热效应来完成激光切割，故以气体为辅助介质进行激光切割存在以下的
缺点
1、 被加工材料的切缝处热影响范围大，气体冷却范围及效果有限，所以切 边周围会有过度烧蚀现象；
2、 一些材料经过激光切割后，切边在熔融后的冷却过程中重新粘连在一起， 无法分离，达不到切割效果。
3、 切割处的碎屑无法彻底排除，影响切割质量。
上述技术问题同样存在于与激光切割工艺过程类似的激光划线(半切割) 和激光打孔(不连续切割)中，因此如何消除激光加工中热效应的负面影响是 加工过程的一个关键的环节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种激光加工方法，通过将被加工材料置于液体中进行激光加工，以实现良好的激光加工效果。。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种激光加工方法，包括
以下步骤
将被加工材料固定在位于工作台上的容器内；
在容器内注入液体，使所述被加工材料浸泡于所述液体中；
将激光加工头浸泡于所述液体中；
于所述液体的液面下通过所述激光加工头对所述^皮加工材料进4亍激光加工。
本发明实施例通过将激光加工头置于液体中进行激光加工，避免了液面晃 动影响水下激光加工精度，通过液体的冷却作用，降低了激光加工时激光在加 工处的热影响，起到了较好的冷却作用，避免了激光对材料的过度烧蚀；其次 可以防止材料熔融后在冷却的过程中重新粘连在一起，无法分离；再次以液体 作为激光加工的辅助介质可以提高材料碎屑的排除程度，达到良好的加工效果。
图1是本发明实施例激光加工方法的流程示意图； 图2是本发明实施例激光加工方法使用的激光加工设备的结构示意图； 图3是本发明实施例激光加工方法使用的激光加工设备的容器中的高度调 节部件的结构示意图。
具体实施例方式
下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。
请结合图l和图2所示，本发明实施例一的激光加工方法包括以下步骤 步骤S101,将被加工材料固定在位于工作台上的容器内。 固定在工作台6上的容器1是一个上方开口的方形容器，其底部安装有夹 具ll， 一个侧面上设有出水口 12，相对的侧面上设有进水口 13。在固定净皮加工 材料2时，只需从容器1上方的开口处放入被加工材料2，并用夹具11固定被 加工材料2即可。
本发明实施例所述的容器可以为透光材料制成，以便于激光加工过程中操 作人员对激光加工过程的观察。步骤S102，在容器内注入液体，使被加工材料浸泡于液体中。
具体实现时，所述液体可以为水或水溶液(如酸碱盐溶液)、或液态气体、
或有机液体、或有机溶剂(如CCU、 CHC13)等。
若所述液体选择水或水溶液，从进水口 13注入水或水溶液5,随着容器1 腔体内的液面不断上涨，水或水溶液5逐渐浸没被加工材fl" 2。在本发明实施例 中，所述液体可以根据被加工材料及实际加工工艺的需要进行选择，水或水的 酸碱盐溶液作为 一般可满足大部分被加工材料加工的需要，但若某些被加工材 料需防止化学腐蚀等工艺要求，则可以选择如液态气体(如液态co2)、或有机 液体、或有机溶剂(如CCU、 CHC13)等。
步骤S103,将激光加工头浸泡于所述液体中。
激光加工头3包括壳体31、安装在壳体31下端的保护喷嘴32、安装在壳 体31内的聚焦透镜33、以及安装在壳体31内且位于保护喷嘴32和聚焦透镜 33之间的透光材料制成的保护层。在本发明实施例中，保护层可以为一块透光 材料制成的保护镜34。壳体31上靠近保护镜34的下边缘处还开有排气孔35。
在本发明实施例中，原先位于容器1上方的激光加工头3下降进入水或水 溶液5中，直至从其保护喷嘴32射出的激光束4的聚焦点刚好落在被加工材料 2的上表面。在激光加工头3浸入水或水溶液5的过程中，壳体31内的空气不 断从排气孔35排出，最终，壳体31内保护镜34下方充满水或水溶液5。
需要说明的是所述步骤S102与所述步骤S103中往容器内注入液体可以不 分先后顺序执行，也即可以先下降激光加工头，再注入液体；也可以先注入液 体，后下降激光加工头。
步骤S104,于所述液体的液面下通过激光加工头对4皮加工材料进行激光加工。
激光加工包括激光切割、激光划线、或激光打孔等激光工业技术，为便于 说明，本发明实施例的激光加工以激光切割为例，应当理解，本发明实施例的 激光加工不限于激光切割，也可以是激光划线和激光打孔等其他的激光工业技 术。
由于保护喷嘴32的喷嘴孔可做的比较小，由此可防止激光加工过程中浮在 液体中的被加工材料的碎屑进入壳体31内，避免激光束的光^f各受到影响，保证 激光切割加工的精度要求。
5在本发明实施例中，可以采用以下两种方式对被加工材料进行激光切割方式1,在步骤S103将激光加工头3浸入水或水溶液5后，工作台6固定
不动，位于被加工材料2上方的激光加工头3移动加工浸没在水或水溶液5中
的被加工材料2。
方式2,在步骤S103将激光加工头3浸入水或水溶液5后，位于被加工材料2上方的激光加工头3固定不动，工作台6移动，并同步带动浸没在水或水溶液5中的被加工材料2移动，进行激光力口工。
在上述两种激光加工方式中，由于激光加工头3的壳体31内的保护镜34以下充满水或水溶液5，而容器1内的液面高于激光加工头3的壳体31内的液面，所以无论是方式1中的工作台6固定不动，激光加工头3移动进行激光加工，还是方式2中的激光加工头3固定不动，工作台6移动从而进4亍激光加工，均只在容器1内位于激光加工头3的壳体31外并高于保护镜34的液面上产生晃动，激光加工头3的壳体31内的保护镜34以下的液面则一直保持静止状态，这样不会对从激光加工头3射出并穿越液面进行水下切割的激光束4的传输路线产生影响，从而保证水下激光切割的高精度。
在本发明实施例中，在进行水下激光切割的过程中，容器1上的进水口 13和出水口 12同时打开，并且进水口 13不断往容器1的腔体内注入新的水或水溶液5,而出水口 12则以相同的流量不断流失水或水溶液5,这样容器1的腔体内的水或水溶液5通过流动的方式将水或水溶液5中的被加工材并牛切屑排走，消除了被加工材料的切屑对激光束4传输路线的偏差影响，进一步提高水下激光切割的精度。
本发明上述实施例所述的激光加工过程中，用于固定被加工材料2的夹具11通过一高度调节部件调节被加工材料2的被力。工表面距离水或水溶液5的激光入射液面的深度。参考图3是所述高度调节部件的一种具体实现方式，该高度调节部件主要包括用于固定夹具ll的移动底板73、 一端固定于容器底盘14的升降滑动柱72和螺旋测微头71,通过转动螺旋测微头71可使移动底板73实现精确的上下移动，进而带动夹具11和被加工材料2的移动。本发明实施例通过该高度调节部件一方面可实现调节被加工材料2的被加工表面距离水或水溶液5的激光入射液面的深度，以便于根据实际的加工需要调整激光束加工浸没于水或水溶液5中的被加工材料2表面需穿透的水层深度；另一方面，在更换被加工材料2时，还可以通过调节所述高度调节部件，使夹具ll在水面之上，以便于在一个被加工材料2加工完成后更换新的被加工材料。
本发明通过将激光加工头置于液体中进行激光加工，避免了液面晃动影响水下激光加工精度，通过液体的冷却作用，降低了激光加工时激光在加工处的
热影响，起到了较好的冷却作用，避免了激光对材料的过度烧蚀；其次可以防止材料熔融后在冷却的过程中重新粘连在一起，无法分离；再次以液体作为激光加工的辅助介质可以提高材料碎屑的排除程度，达到良好的加工效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作若干改进和润饰，这些改进和润饰也应4见为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种激光加工方法，其特征在于，包括以下步骤将被加工材料固定在位于工作台上的容器内；在容器内注入液体，使所述被加工材料浸泡于所述液体中；将激光加工头浸泡于所述液体中；于所述液体的液面下利用激光加工头对所述被加工材料进行激光加工。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述容器设有进水口和出水口。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，用于固定所述被加工材料的夹 具通过一高度调节部件调节所述被加工材料的高度。
4、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括步骤 通过液体流动的方式更新所述容器的腔体内的液体，并同时将所述液体中净皮加工材料的切屑随流动的液体排走。
5、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，激光加工为激光切割、或激光 划线、或激光打孔。
6、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述液体为水或水溶液、或液 态气体、或有4几液体、或有才几溶剂。
7、 如权利要求l所述的方法，所述激光加工头设有排气孔，用于在所述激 光加工头进入液面下时将激光加工头内的空气排出。
8、 如权利要求l所述的方法，在所述激光加工头的前端加一透光材料制成 的保护层。
全文摘要
本发明公开了一种激光加工方法，包括步骤将被加工材料固定在位于工作台上的容器内；在容器内注入液体，使被加工材料浸泡于液体中；将激光加工头浸泡于所述液体中；于所述液体的液面下通过激光加工头对被加工材料进行激光加工。本发明通过将激光加工头置于液体中进行激光加工，避免了液面晃动影响水下激光加工精度，通过液体的冷却作用，降低了激光加工时激光在加工处的热影响，避免了激光对材料的过度烧蚀；其次可以防止材料熔融后在冷却的过程中重新粘连在一起，无法分离；再次以液体作为激光加工的辅助介质可以提高材料碎屑的排除程度，达到良好的切割效果。
文档编号B23K26/00GK101474720SQ20091010509
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者彭信翰, 伟 杨, 汤海林 申请人:深圳市木森科技有限公司