[实用新型]激光切割系统用光纤激光切割头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光切割系统用光纤激光切割头，属于激光加工技术领域。 

背景技术

激光切割是利用高功率密度的聚焦激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千甚至上万摄氏度，使材料瞬间熔化或汽化，再用高压气体将熔化或汽化物质从切缝中吹走，从而达到切割材料的目的。 

光纤切割比传统切割速度更快效率更高，加工时间短，热影响区小，热变形和加工变形小。激光束聚焦光斑小，可进行更加精细的微加工，传导与聚焦性能更加优越，功率与能量易控。紧凑轻便的模块化机械组件设计，重量轻便，尤其适合于工厂车间使用。 

近年国内对激光材料加工的需求，尤其是光纤激光切割的需求迅速增加。而且国产设备近几年来销售量也大增，激光企业近年发展势头迅猛。但是纵观这些激光企业，其主要高端核心部件——光纤激光切割头的技术水平仍然不高，极大地限制了激光切割行业的进一步发展。 

光纤激光切割头一般包括光纤接头、水平调节装置、调焦装置、保护镜装置、导气装置和切割头几大部分，这几大部分从上到下顺次连接，它们的轴向中心位于同一轴线上。其中的光纤接头用于与激光发生器的光纤输出单元连接，接收激光。由于接收到的激光属于发散光，需要用水平调节装置来调整入射光角度，将发散的激光通过安装在水平调节装置内部的准直镜片转换成平行激光才能继续使用。调节后的平行激光再次经过调焦装置中的聚焦镜片，到达切割表面；为了获得最佳的切割效果，可以旋转调焦装置上的调焦旋钮，根据板材厚度调整到最合适的焦点。保护镜装置用于将外界与切割头内部的光路隔绝，保证光路的密封，防止灰尘和杂质进入光路，延长整个光纤激光切割头的使用寿命。导气装置用于在激光切割加工过程中辅助激光切割。切割头连接在导气装置之下，切割头上安装有传感器，传感器接头与传感信号处理电路和线性驱动控制电路连接，能使切割头与工件表面之间的距离长期、可靠地保持稳定，为获得最佳的切割质量提供保证。 

但现有的光纤激光切割头一般存在下述问题： 

1、在调焦装置中，传统的激光头焦距调节主要采用手动调节旋钮方式，也就是通过相关机构将旋转运动转化为直线运动，从而实现焦点位置的上下调节。但由于采用手动调节的扭矩相对较小，相关零部件的配合较松，容易出现焦距调节后焦点中心位置发生变化的问题，影响切割质量。

2、在保护镜装置中，激光头保护镜的使用寿命短，在实际使用中需经常拆卸更换。传统的保护镜装置在拆卸保护镜时要先用工具拆卸4颗锁紧螺栓，然后拔出安装座，在更换保护镜后再将其插回，重新锁紧4个紧固螺栓。传统的激光头保护镜中，保护镜座安装座在拆卸安装后易导致焦点中心偏离，因此每次拆卸后都必须重新调节焦点中心位置，工作量较大，工作效率较低。另外在使用时间较长后，密封圈老化易发生漏气现象。 

3、在导气装置中，传统的激光头内部气道一端被位于进气口上方的保护镜密封，另一端为孔径很小的喷嘴，直通大气。气流直接通过通气接头进入激光头内部气道，再杂乱无章地从喷嘴流出，辅助激光进行切割。这种吹气方式中的气流是垂直射入激光头内部气道，因此气流在内部传输方向紊乱，一定程度上降低了气体流动速度，从而降低了辅助激光切割的效果。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种全新设计的激光切割系统用光纤激光切割头，其结构巧妙合理，调焦装置调节快速，调节好激光焦距位置后焦点中心位置非常稳定，能够确保切割质量；保护镜装置中的保护镜拆卸更换方便，在拆卸过程中激光头的焦点中心位置不会发生任何变化，拆装后不需任何调整，方便快捷；导气装置能够让激光头内部气道中的气流保持均匀，气流流出时速度快，有效辅助激光切割，提高切割质量和效率，并且对保护镜具有一定的保护效果，能够延长保护镜的使用寿命。