[发明专利]应用于激光切割液态金属的冷却装置及加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及在液态金属领域的激光切割，尤其涉及一种应用于激光切割液态金属的冷却装置及使用该冷却装置进行切割液态金属的加工工艺。 

背景技术

液态金属(一种新型金属合金)有类似于玻璃的独特的原子结构,拥有独特的非结晶分子结构，与传统金属的结晶结构截然不同。目前液态金属由于有高硬度、高耐磨、熔点低等特点，一般都是熔融后塑形。由于液态金属熔点低，同时还具有在受激光作用后有粘性流体流动，流动不稳定，从而造成激光切割液态金属的不便，且切割出的液态金属的切口流体多、毛刺大，效果不好。激光切割在液态金属领域的应用受到很大的束缚，激光切割液态金属的加工工艺一直处于实验阶段。 

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种激光切割液态金属的冷却装置及加工工艺，可以避免切割过程中液态金属流动，便于激光切割。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的： 

一种应用于激光切割液态金属的冷却装置，其包括冷却软管、风嘴和加工台，所述冷却软管与风嘴相连通，加工时，该风嘴正对于所述加工台上的液态金属加工件，使从风嘴中流出的水性涂料正好落到液态金属的切口处。

作为优选方案，所述冷却装置还包括盛放水性涂料的水箱，该水箱设置于所述加工台的下方，使该加工台上的水性涂料回流至该水箱中，且该水箱与冷却软管相连通；在动力驱动下，该水箱中的水性涂料上升至该冷却软管中，并从所述风嘴中流出。 

作为优选方案，所述加工台倾斜设置。 

本发明提供的另一种技术方案：一种使用所述的冷却装置进行切割液态金属的加工工艺，该加工工艺包括全固态激光器发射的激光切割液态金属的操作步骤，在该操作步骤中，所述冷却装置中流出水性涂料落到液态金属的切口处。 

作为优选方案，所述水性涂料能够循环使用。 

作为优选方案，切割液态金属的所述激光的波长范围为1055~1075nm。 

作为优选方案，切割液态金属的所述激光的波长为1064nm。 

作为优选方案，所述全固态激光器的准直光学系统的变焦倍数为10~15倍。 

作为优选方案，所述全固态激光器的聚焦透镜的焦距为100mm。 

本发明达到的技术效果如下：本发明在激光切割液态金属的操作步骤中，使用所述冷却装置流出的水性涂料落到液态金属的切口处，可使得液态金属熔融后没能流动就迅速凝固，方便激光对液态金属的有效切割。且水性涂料可以循环使用，节约资源，降低加工成本，减少污染。此外，选用10~15倍的准直系统变焦倍数和100mm的聚焦透镜，可使激光的功率密度大，液态金属上切割光斑的面积小，同时采用1064nm的激光波长，易于液态金属吸收，从而可以减少切口流体以及减小毛刺。而且，使用本发明的冷却装置，可以使水性涂料循环使用，节约资源，降低生产成本。 

附图说明

图1为本发明冷却装置的立体图； 

图2为本发明冷却装置的另一角度的立体图；

图3为本发明冷却装置的又一角度的立体图；

图4为全固态激光器的结构示意图；

图5为不同因素的切割效果对比图。

【主要部件符号说明】 

1冷却装置

11冷却软管

12风嘴

13加工台

14水箱

2全固态激光器

21泵浦源激光二极管

22耦合光学系统

23谐振腔

231光纤光栅

232增益光纤

233反光镜

24准直光学系统

25扫描系统

26聚焦透镜。

具体实施方式

如图1~图3所示，本发明应用于激光切割液态金属的冷却装置1包括冷去软管11、风嘴12、加工台13以及水箱14，所述冷却软管11与风嘴12相连通，加工时，所述风嘴12正对于所述加工台上的液态金属加工件，使从风嘴12中流出的水性涂料正好落到液态金属的切口处。所述水箱14设置于加工台13的下方，使该加工台13上的水性涂料可回流至水箱14中；且该水箱14与冷却软管11相连通，在动力驱动下，水箱14中的水性涂料可上升至该冷却软管11中，并从所述风嘴12中流出。从而形成水性涂料的循环装置，循环使用水性涂料，可节约资源，减少污染，并且可降低加工成本。 

所述加工台13倾斜设置，有利于加工台13上的水性涂料回流至水箱14中。