[发明专利]一种水射流辅助激光加工的多因子实验装置及利用其的实验方法

权利要求书

1.一种水射流辅助激光加工的多因子实验装置，其特征在于，包括：

激光发生组件，用于发生激光并调节辅助气体压力值；

射流入射组件，用于发生水射流并调节水射流压力值；

射流调节组件，用于夹持所述射流入射组件中的水射流枪，并用于调节水射流的偏移距离、靶距及入射角度，所述射流调节组件中的支架(1)卡箍于所述激光发生组件上；以及

监测组件，用于在多因子加工参数下实时监测待加工工件表面的温度分布，所述监测组件包括PLC(2)及热像仪(3)，所述热像仪(3)、所述激光发生组件中的空压机(4)及气压传感器(5)、所述射流入射组件中的高压泵(6)及液压传感器(7)均与所述PLC(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的多因子实验装置，其特征在于，所述激光发生组件还包括激光器(8)，所述支架(1)卡箍于所述激光器(8)上，所述空压机(4)的进气口与气压源(9)连通，所述空压机(4)的出气口通过气管(10)与所述激光器(8)内切割头连通，所述气压传感器(5)的探头与所述气管(10)连通。

3.根据权利要求2所述的多因子实验装置，其特征在于，所述激光发生组件还包括气体压力表(11)，所述气体压力表(11)安装于所述气管(10)上。

4.根据权利要求1所述的多因子实验装置，其特征在于，所述射流入射组件还包括水射流枪，所述水射流枪的进水口与所述高压泵(6)的出水口连通，所述高压泵(6)的进水口与液压源(12)连通。

5.根据权利要求3或4所述的多因子实验装置，其特征在于，所述水射流枪包括：

变径接头(13)，所述变径接头(13)的进水口通过进水胶管与所述高压泵(6)的出水口连通；

连接螺杆(14)，所述连接螺杆(14)的进水口与所述变径接头(13)连通，所述连接螺杆(14)上螺旋安装有两个夹持螺母(15)，所述连接螺杆(14)通过所述夹持螺母(15)可调式的安装于所述射流调节组件上；以及

喷嘴(16)，所述喷嘴(16)的进水口与所述连接螺杆(14)的出水口连通，所述喷嘴(16)的出水口上可拆卸式的安装有延长喷头(17)，所述延长喷头(17)与所述喷嘴(16)连通。

6.根据权利要求5所述的多因子实验装置，其特征在于，所述射流调节组件包括：

滑台(18)，所述滑台(18)安装于所述支架(1)上，且所述滑台(18)可沿所述支架(1)往复滑动，所述滑台(18)上安装有球承法兰(19)，所述球承法兰(19)的轴承上安装有夹持座(20)，所述连接螺杆(14)通过所述夹持螺母(15)可调式的安装于所述夹持座(20)上；

螺旋测微头(21)，所述螺旋测微头(21)安装于所述支架(1)上，且所述螺旋测微头(21)的螺杆连接于所述滑台(18)上；

锁紧螺母(22)，用于锁止所述滑台(18)，所述锁紧螺母(22)螺旋安装于所述支架(1)上；以及

锁紧螺钉(23)，用于锁止所述球承法兰(19)，所述锁紧螺钉(23)螺旋安装于所述球承法兰(19)中的轴承外圈上。

7.根据权利要求6所述的多因子实验装置，其特征在于，所述球承法兰(19)的轴承外圈上还可有角度刻线。

8.根据权利要求5所述的多因子实验装置，其特征在于，所述射流入射组件还包括液体压力表(24)，所述液体压力表(24)安装于所述进水胶管上。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述多因子实验装置的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、通过射流调节组件设定水射流的偏移距离、靶距及入射角度；

步骤二、设定激光发生组件中发生激光的工艺参数及射流入射组件中的水射流压力值；

步骤三、通过所述射流调节组件设定水射流与激光扫描方向之间的角度；

步骤四、开始水射流辅助激光加工实验，利用热像仪(3)实时监测工件表面的温度分布；

步骤六、待加工结束后使用电镜扫描工件，得到工件切缝表面轮廓照片；

步骤七、记录偏移距离、靶距、入射角度、喷嘴孔径、水射流压强、辅助气体压强等多因子参数下的工件切缝形貌，重复步骤一至步骤七；

步骤八、根据工件切缝深、宽和质量要求选择对应工艺参数。