[发明专利]一种水导激光加工装置及加工系统

说明书

本申请公开了一种水导激光加工装置，属于激光加工技术领域。本申请的水导激光加工装置包括结构框架和激光传输管道；结构框架由上至下依次包括聚焦腔室、层流腔室和气体腔室；聚焦腔室内固定有聚焦透镜，激光传输管道的上端固定在聚焦腔室的底壁，激光传输管道的下端穿过层流腔室进入气体腔室中；在层流腔室内，沿激光传输管道的周向固定有多个层流筒，每个层流筒的轴向方向与激光的传播方向平行，层流筒上设有进液口和出液口，出液口与激光传输管道连通；气体腔室的下端开设有水导激光出口。该装置提高了激光的全反射效率以及激光与液体之间的耦合功率，从而得到了大功率耦合激光，提高了该激光的加工深度，使加工深度达到10mm以上。

技术领域

本申请涉及一种水导激光加工装置及加工系统，属于激光加工技术领域。

背景技术

水导激光加工技术是一种微细水射流引导激光进行加工的技术，由于激光在水中与空气中的折射率不同，使水中传播的激光在水束与空气的界面上发生全反射而被限制在水束内，水束起导光纤维的作用。

现阶段，专利CN108262556A中公开了一种大功率耦合水导激光加工装置，该装置包括液体腔室，窗口透镜，液体腔室包括聚焦透镜、支撑结构及液体缩流传导装置，液体缩流传导装置的内壁涂有全反射图层，利用全反射涂层及旋转水导激光的方法，提高了激光耦合功率，并且进一步拓展了激光加工的深度能力。专利CN108581224A中公开了一种旋转式激光加工装置及其应用、激光加工系统及方法，该装置包括：支撑部和缩流传导装置，支撑部内通有与激光耦合的液体；缩流传导装置设置于支撑部的下方并与支撑部相连通；其中，缩流传导装置内设有液体腔室和封装气体层；封装气体层设置于液体腔室外；液体腔室的横截面直径沿激光的传输方向逐渐减小，并形成传导端，传导端的主轴与激光主光轴成锐角倾斜；缩流传导装置绕激光主光轴自转，该专利中旋转激光加工的方式改善加工深度。

然而，现有技术中的水导激光加工装置，由于液体和激光进行耦合时，耦合功率还是比较低且激光的全反射效率也比较低，使得激光的输出功率较低，因此激光的加工深度还是不能满足一些场合的需求。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种水导激光加工装置，该装置提高了激光的全反射效率以及激光与液体之间的耦合功率，从而得到了大功率耦合激光，提高了该激光的加工深度，使加工深度达到10mm以上。

本申请提供的水导激光加工装置，包括结构框架和激光传输管道；

所述结构框架由上至下依次包括聚焦腔室、层流腔室和气体腔室；

所述聚焦腔室内沿激光的传播方向固定有聚焦透镜，所述激光传输管道的上端固定在所述聚焦腔室的底壁上，所述激光传输管道的下端穿过所述层流腔室进入所述气体腔室中；

在所述层流腔室内，沿所述激光传输管道的周向固定有多个层流筒，每个所述层流筒的轴向与激光传输管道的轴向平行，所述层流筒上设有进液口和出液口，所述层流筒的出液口与所述激光传输管道连通；

所述气体腔室的下端开设有水导激光出口。

可选地，每个所述层流筒内固定至少一个过滤网，所述过滤网位于所述层流筒的进液口和出液口之间，所述过滤网的周边与所述层流筒的内周壁接触。

可选地，所述层流筒内固定有两个过滤网，分别为第一过滤网和第二过滤网，所述第一过滤网和第二过滤网沿所述层流筒的轴向方向间隔排列，所述第一过滤网和第二过滤网之间设置有海绵体。

可选地，所述层流筒内固定有第三过滤网，所述第三过滤网沿所述层流筒的轴向方向间隔设置在所述第二过滤网的下方，所述第二过滤网和第三过滤网之间设置有多根导流管。

可选地，所述激光传输管道内固定有窗口透镜，所述窗口透镜位于所述激光传输管道与所述层流筒出液口的连通处的上方。

可选地，所述聚焦透镜可沿激光传播方向在所述聚焦腔室内滑动。