[实用新型]一种激光器加工用气体保护装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气体保护装置领域，更具体地，涉及一种激光器加工用气体保护装置。

背景技术

激光是一种相位一致、波长一定、方向性极强的电磁波。激光束通过一系列反射镜和透镜来控制，可聚焦成直径很小可达到0.1mm的光束，从而获得10⁴～10⁹W/cm²的极高功率密度。与传统加工方法相比，激光加工技术具有很多优势。例如，激光加工技术有着较高的工作效率，并且可以有效避免传统加工方法中工具磨损失效现象的发生。正是由于激光加工技术具有以上优点，因此在材料加工领域获得了广泛的应用。

然而，在使用激光对材料进行加工处理的过程中，由于激光作用区域内温度较高，会使材料与其周围的空气发生反应，导致氧化物、氮化物等杂质生成，从而影响到加工的效果与质量。尤其是在使用激光对镁合金、钛合金以及铝合金等活性较大的金属进行加工处理时，这一问题就会显得更加突出。目前，解决这一问题的常用方法是在激光加工的过程中，通过使用侧置保护气嘴向激光作用区域吹送氩气等保护性气体。使激光作用区域的空气含量下降，从而避免杂质的生成。然而，这样的做法仍然存在一定问题。首先，如果保护气的气流速度过快、气压过大，会导致激光作用区域发生飞溅，尤其是在进行激光合金化处理和激光熔覆处理时，飞溅不但会导致原材料的损失和浪费，也会影响到最终产品的表面光洁度和平整度。其次，在目前常用的激光加工过程中，保护气主要通过直径约为5mm左右的塑料软管作用在加工材料表面，保护气的作用范围比较小，无法起到全面保护作用，尤其是在对活性较大的金属进行加工处理时，激光加工导致的高温会使未受激光作用区域的温度也发生明显升高。

然而，因为保护气作用范围小，无法保护到非激光作用区域，从而会导致未受激光作用区域发生氧化等现象，并影响到后续加工过程的效果和质量。此外，侧置保护气嘴在激光加工之前需要进行位置调整，以使得气流吹在加工材料表面的位置恰好是激光光斑的作用区域。在实际操作过程中，这一过程通常比较繁琐费时，影响到了加工效率和加工效果。并且，测试保护气嘴只能用于单向加工，即在激光光斑的运动方向固定时使用。当需要加工弧度或角度时，则很难达到良好的保护效果。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种激光器加工用气体保护装置，可以有效减小激光加工过程中保护气的流速和气压，还能够增加保护气的作用范围，气嘴的位置不用调节过程，并能够实现各向加工，提高激光加工的质量。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种激光加工用气体保护装置，包括导向套筒，所述导向套筒内设置有第一激光导向通孔、隔离凸台及第一保护气体导向回转槽，第一激光导向通孔及第一保护气体导向回转槽通过隔离凸台分隔，第一激光导向通孔及第一保护气体导向回转槽均沿导向套筒的纵向设置，导向套筒的侧壁上设置有与第一保护气体导向回转槽连通的保护气体入口，所述导向套筒螺纹连接有气嘴，所述气嘴在对应于第一激光导向通孔及第一保护气体导向回转槽的位置分别设置有第二激光导向通孔及第二保护气体导向回转槽，第二激光导向通孔及第二保护气体导向回转槽分别与第一激光导向通孔及第一保护气体导向回转槽连通，所述气嘴的内壁向内延伸有缓冲挡台，所述缓冲挡台上密集分布有用于缓冲保护气体的第一缓冲孔。

优选地，所述导向套筒和气嘴之间设置有缓冲垫片，导向套筒与气嘴配合夹紧缓冲垫片，所述缓冲垫片上在对应于第一激光导向通孔的位置设置有第三激光导向通孔，缓冲垫片上在对应于第一保护气体导向回转槽的位置还密集分布有用于缓冲保护气体的第二缓冲孔。

优选地，所述隔离凸台从缓冲垫片上的第三激光导向通孔穿过缓冲垫片。

优选地，所述保护气体入口的数量为两个以上。

优选地，所述第一激光导向通孔按从上到下的顺序包括同轴设置的上圆孔、中圆孔和下圆孔，上圆孔的直径大于中圆孔，中圆孔的直径大于下圆孔。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)激光器工作时，保护气通过气嘴的缓冲凸台上密集分布的第一缓冲孔后作用在加工材料上，起到保护加工材料的作用。由于缓冲挡台的缓冲作用，保护气的流速会有所下降，从而避免了保护气流速过快、压力过大导致的飞溅现象，而且可以避免了保护气导致的飞溅现象；