一种高功率切割头气路结构的制作方法

1.本实用新型涉及激光切割技术领域，特别是涉及一种高功率切割头气路结构。


背景技术：

2.激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开，所以高速气流的质量形态对切割的质量影响非常大。
3.在激光切割厚板工艺中，衡量其切割质量最重要的标准是厚板切割断面的表面粗糙度及垂直度，切割气流是影响厚板切割断面质量最重要的因素之一，其中切割气路设计将严重影响气体湍流分布、光路传输及镜片保护性能，当激光在湍流中传播时，湍流所造成的气体折射率的起伏将导致激光波阵面的畸变，破坏激光的相干性，而激光相干性的退化将严重削弱激光的光学质量，引起光线的随机漂移、激光能量在光束截面上的重新分布，包括畸变、展宽、破碎等现象，而在激光厚板加工中，工件的加工质量严重受到激光光束质量的影响，不理想的光束质量将引起切不透、切割效率低或者切割断面质量下降等。
4.目前市面上传统切割头的气体传输方式是直接从外部将高压的气体通过气道传到内腔体，上部有保护镜，所有的气体就只能从下端切割喷嘴处喷出，这种吹气方式气流在内部会杂乱无章，紊乱无序，对于低功率切割薄板的影响不明显，但是高功率切割厚板时就会因为不稳定的气流导致切割效果不好，切割面粗糙。
5.因此，针对现有吹气方式的上述缺陷，本发明提供一种高功率切割头气路结构，以解决现有技术中的上述缺陷，是非常有必要的。


技术实现要素：

6.本实用新型主要解决的技术问题是提供一种高功率切割头气路结构，能够对切割气体进行了整流，切割气体通过整流，可以改善气流分布均匀性、减小湍流强度，从而减小气动光学效益对激光光路的影响、保证光束质量稳定性，降低加工表面粗糙度、提高切割纹路垂直度，从而提高切割质量。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种高功率切割头气路结构，该种高功率切割头气路结构包括保护镜座、保护镜上座、保护镜抽屉座、保护镜片、压紧钢圈、泛塞封、挡风环、气嘴口、气管接头和聚焦喷嘴组件，所述保护镜座上安装有保护镜上座，保护镜座和保护镜上座连接处预留导向空间，保护镜抽屉座可插装于导向空间处，保护镜片通过压紧钢圈和泛塞封固定在保护镜抽屉座上，挡风环通过螺钉内嵌安装于保护镜座的圆孔处，所述挡风环轴向设置有内过甬道，所述挡风环包括依次连接的安装部、连接部和整流部，连接部外侧面与保护镜座的圆孔形成集气环，整流部上阵列设置有过气孔，过气孔与集气环相通，保护镜座上横向设有与集气环相通的进气甬道，进气甬道外侧的保护镜座上安装有与之相通的气嘴口，气嘴口上安装有气管接头，保护镜座下端安装有聚焦喷嘴组件。
8.优选的是，所述安装部上设有安装孔，安装部上端面与保护镜座底面紧贴，连接部上部和下部与保护镜座的圆孔内壁紧贴，连接部外壁设有环形凹槽。
9.优选的是，所述聚焦喷嘴组件包括垫块、隔板、喷嘴座、挡渣板、电容头、锁紧环、陶瓷体、下锁紧环和小喷嘴，螺钉依次穿过喷嘴座、隔板和垫块后拧入到保护镜座下端，喷嘴座的安装部下端安装有挡住螺钉的挡渣板，喷嘴座插装有安装有电容头，喷嘴座和电容头连接处外装锁紧环，电容头下端插装有陶瓷体，电容头和陶瓷体的连接处外装下锁紧环，陶瓷体下端螺纹连接有小喷嘴，垫块、隔板、喷嘴座、挡渣板、电容头、陶瓷体和小喷嘴上设有依次设有轴径递减的聚焦喷射孔。
10.优选的是，所述气管接头、气嘴口、进气甬道、集气环、过气孔、内过甬道到聚焦喷射孔形成切割气导向整流腔体，所述切割气导向整流腔体各连接机加件间均由密封圈密封，保证整个腔体的密封性。
11.优选的是，一种高功率切割头气路结构还包括挡风板、下保护镜前盖板和滚花螺丝，所述保护镜座和保护镜上座预留导向空间的开口处封装有下保护镜前盖板，滚花螺丝穿过下保护镜前盖板后拧入到保护镜上座上，下保护镜前盖板和导向空间的开口处装有挡风板。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.挡风环结构使得切割头气路结构对切割气体进行了整流，切割气体通过整流，可以改善气流分布均匀性、减小湍流强度，从而减小气动光学效益对激光光路的影响、保证光束质量稳定性，降低加工表面粗糙度、提高切割纹路垂直度，从而提高切割质量。
附图说明
14.图1为一种高功率切割头气路结构的剖视图。
15.图2为一种高功率切割头气路结构的部分结构爆炸图。
16.图3为一种高功率切割头气路结构的挡风环结构示意图。
17.图4为一种高功率切割头气路结构的气路结构气体流线仿真示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型较佳实施例进行详细阐述，以使实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
19.请参阅图1至图4，本实用新型实施例包括：
20.一种高功率切割头气路结构，该种高功率切割头气路结构包括保护镜座1、保护镜上座2、保护镜抽屉座3、保护镜片4、压紧钢圈5、泛塞封6、挡风环7、气嘴口8、气管接头9和聚焦喷嘴组件10，所述保护镜座1上安装有保护镜上座2，保护镜座1和保护镜上座2连接处预留导向空间，保护镜抽屉座3可插装于导向空间处，保护镜片4通过压紧钢圈5和泛塞封6固定在保护镜抽屉座3上，挡风环7通过螺钉内嵌安装于保护镜座1的圆孔处，所述挡风环7轴向设置有内过甬道70，所述挡风环7包括依次连接的安装部71、连接部72和整流部73，连接部72外侧面与保护镜座1的圆孔形成集气环720，整流部73上阵列设置有过气孔730，过气孔730与集气环720相通，保护镜座1上横向设有与集气环720相通的进气甬道，进气甬道外侧
的保护镜座1上安装有与之相通的气嘴口8，气嘴口8上安装有气管接头9，保护镜座1下端安装有聚焦喷嘴组件10。
21.所述安装部71上设有安装孔，安装部71上端面与保护镜座1底面紧贴，连接部72上部和下部与保护镜座1的圆孔内壁紧贴，连接部72外壁设有环形凹槽。
22.所述聚焦喷嘴组件10包括垫块101、隔板102、喷嘴座103、挡渣板104、电容头105、锁紧环106、陶瓷体107、下锁紧环108和小喷嘴109，螺钉依次穿过喷嘴座103、隔板102和垫块101后拧入到保护镜座1下端，喷嘴座103的安装部下端安装有挡住螺钉的挡渣板104，喷嘴座103插装有安装有电容头105，喷嘴座103和电容头105连接处外装锁紧环106，电容头105下端插装有陶瓷体107，电容头105和陶瓷体107的连接处外装下锁紧环108，陶瓷体107下端螺纹连接有小喷嘴109，垫块101、隔板102、喷嘴座103、挡渣板104、电容头105、陶瓷体107和小喷嘴109上设有依次设有轴径递减的聚焦喷射孔100。
23.所述气管接头9、气嘴口8、进气甬道、集气环720、过气孔730、内过甬道70到聚焦喷射孔100形成切割气导向整流腔体，所述切割气导向整流腔体各连接机加件间均由密封圈11密封，保证整个腔体的密封性。
24.一种高功率切割头气路结构还包括挡风板12、下保护镜前盖板13和滚花螺丝14，所述保护镜座1和保护镜上座2预留导向空间的开口处封装有下保护镜前盖板13，滚花螺丝14穿过下保护镜前盖板13后拧入到保护镜上座2上，下保护镜前盖板13和导向空间的开口处装有挡风板12。
25.本实用新型一种高功率切割头气路结构工作时，切割气体通过气管接头9进入内部气路腔体，在挡风环7处进行整流，气流先是汇集到挡风环7的集气环720，再通过挡风环设计的均布挡风过气孔730，横扫保护镜片4的下表面后从内过甬道70向下流，再反流回到喷嘴座103等零件组成的内部筒状气路腔体即聚焦喷射孔100中，最后从小喷嘴109喷出，挡风环7的设计使得切割头气路结构对切割气体进行了整流。
26.本实用新型一种高功率切割头气路结构，能够对切割气体进行了整流，切割气体通过整流，可以改善气流分布均匀性、减小湍流强度，从而减小气动光学效益对激光光路的影响、保证光束质量稳定性，降低加工表面粗糙度、提高切割纹路垂直度，从而提高切割质量。
27.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。