[实用新型]一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统

说明书

为了解决目前的激光切割头的光入射口的散射光不可避免的有一部分超出正常光路范围，从而导致的激光切割头的激光入射口的温度过高的问题，本实用新型提出一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其包括：外部激光接口16、连接件外罩14、连接件3、准直镜组件，其特征在于：在连接件3与准直镜组件之间还包括由外部冷却组件10和内部冷却组件6形成的密封的第一水冷环，且外部冷却组件10的外表面上具有两个通孔，其中一个通孔为进入孔，用于将外部的冷却水输入到第一水冷环中，另外一个通孔为出水孔，用于将第一水冷环中升温后的水进行排出。

技术领域

本实用新型涉及激光切割技术领域，较为具体的，涉及到一种用于激光切割头的光入射位置的水冷却系统。

背景技术

激光切割是利用高功率密度的聚焦激光束扫描材料表面，在极短时间内将材料加热几千甚至上万摄氏度，使材料瞬间熔化或汽化，再利用高压气体将熔化物质或汽化物质从切缝中吹走，从而达到切割材料的目的。由于激光切割具有切割速度快，生产效率高，切割端面质量好等优点，已经成为主要的金属板材切割方式之一，得到了越来越广泛的应用。

激光切割头就是激光切割应用中的重要部件，激光切割头的工作原理是将激光发生器发射过来的散射光通过一个准直镜调节为平行光，然后再将平行光通过一个聚焦镜进行聚光，使得光源集中到一点，然后在此聚光点上对材料进行切割。故激光切割头从上到下必须要包含一个准直镜、一个聚焦镜、喷嘴，以及用于固定和调节准直镜和聚焦镜的机构。另外，在激光切割头使用的过程中，由于激光切割头发出的光源能量极高，所以通常会在激光切割头的聚焦镜附近设置冷却水来对激光切割头进行降温，例如专利申请号为CN201520717114.8的实用新型专利，其公开了一种激光切割头，其包括防撞保护套环、水冷却环、聚焦镜环、聚焦微调环、激光喷嘴，所述防装保护环位于水冷却环的上方，且嵌套在水冷却环内，水冷却环的下方嵌套有聚焦镜环，聚焦镜环的下方拧接有聚焦微调环，激光喷嘴固定在聚焦微调环的正下方。又如专利申请号为CN200920210948.4的实用新型专利提出一种激光切割头，包括基座、以及顺序安装在基座上的连接头、聚焦镜组件、电容头和喷嘴，其特征在于：还包括防碰撞机构、手动调焦机构和水冷环；所述的聚焦镜组件包括顺序设置在激光光路上的第一镜腔和第二镜腔，第一镜腔内设有第一抽屉式镜座，第二镜腔内设有第二抽屉式镜座，第一抽屉式镜座内安装有7.5英寸聚焦镜，第二抽屉式镜座内安装有5英寸聚焦镜；手动调焦机构包括导轨和调整螺母，导轨设置在基座上，聚焦镜组件架设在导轨上可沿导轨上下移动，调整螺母安装在聚焦镜组件的上端可带动聚焦镜组件上下移动；防碰撞机构包括微动开关和弹簧，微动开关和弹簧分别设置在连接头和激光切割机的机头之间，水冷环设置在第一镜腔和第二镜腔之间。以上两篇专利的激光切割头的水冷环虽然可以对激光切割头具有一定的降温作用。

但是，激光发生器在将散射光打入到准直镜之前，由于光源不集中，所以不可避免的有一部分超出正常光路范围的光线会增加激光切割头激光入射口的温度，从而使得准直镜发生变形，这样很容易造成最终的激光切割头的焦点的偏差，而针对这部分的散射光造成的激光切割头的温度过高的缺陷，尚未有改进的措施。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决目前的激光切割头的光入射口的散射光不可避免的有一部分超出正常光路范围，从而导致的激光切割头的入射口的温度过高的问题，本实用新型提出一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统，其通过在聚焦镜的上方安装水冷环；更加优选的方案是在聚焦镜的上方和准直镜附近同时安装水冷环，这样可以有效带走激光发生器产生的散射光在进入到激光切割头的光路时候的非正常光路的光源产生的热量，保证激光切割头的准直镜能够正常工作。