[发明专利]一种高功率激光切割头用自带冷却结构的反射铜镜

说明书

本发明公开了一种高功率激光切割头用自带冷却结构的反射铜镜，其包括铜镜镜体、一体成型设置在所述铜镜镜体背面的冷却流道槽、盖合在所述冷却流道槽上的铜镜镜盖、包裹在所述铜镜镜体与所述铜镜镜盖外周表面上的且封闭所述冷却流道槽外围的铜镜外环，所述铜镜镜盖上设置有与所述冷却流道槽连通的冷却介质入口和冷却介质出口。本发明能够有效的对反射铜镜进行降温，大大改善反射铜镜的热变形问题，提高了激光加工设备的加工效率和加工质量，以及工作的稳定性。

【技术领域】

本发明属于激光切割头技术领域，特别是涉及一种高功率激光切割头用自带冷却结构的反射铜镜。

【背景技术】

光纤激光切割在一般的金属加工行业已经成为一种趋势，广泛应用于钣金金属加工等。随着市场需求的加工板材厚度越来越厚，这就对激光加工设备中的核心部件激光器和激光加工头的要求越来越严苛。目前激光加工头中的光学元件材料一般为高纯度、低羟基的人工熔融石英。受限于这种高成本的石英材料以及光学高能量领域的镀膜技术，市场上万瓦级以上的激光加工设备的光学元件更加倾向使用低成本的高反射率无氧铜铜镜。由于铜镜光学反射面的反射率不可能做到完全反射，因此铜镜在反射高功率激光的同时也会吸收激光光束能量，使得铜镜的表面面型发生一定程度的热变形。铜镜表面面型的变化最终会导致加工光束的光束质量以及能量分布遭到破坏，从而降低了激光加工设备的加工效率和质量。

因此，有必要提供一种新的高功率激光切割头用自带冷却结构的反射铜镜来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种高功率激光切割头用自带冷却结构的反射铜镜，能够有效的对反射铜镜进行降温，大大改善反射铜镜的热变形问题，提高了激光加工设备的加工效率和加工质量，以及工作的稳定性。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种高功率激光切割头用自带冷却结构的反射铜镜，其包括铜镜镜体、一体成型设置在所述铜镜镜体背面的冷却流道槽、盖合在所述冷却流道槽上的铜镜镜盖、包裹在所述铜镜镜体与所述铜镜镜盖外周表面上的且封闭所述冷却流道槽外围的铜镜外环，所述铜镜镜盖上设置有与所述冷却流道槽连通的冷却介质入口和冷却介质出口。

进一步的，所述铜镜镜体、铜镜镜盖铜镜镜盖以及铜镜镜盖铜镜外环均呈椭圆形，且装配在一起构成一椭圆形反射铜镜。

进一步的，所述铜镜镜体与所述铜镜镜盖的外周表面上均设置有环形凹槽，所述环形凹槽内设置有密封所述铜镜镜体与所述铜镜外环接触面、或密封所述铜镜镜盖与所述铜镜外环接触面的密封圈。

进一步的，所述铜镜镜体为椭圆形，所述铜镜外环的壁厚为所述铜镜镜体椭圆长轴的1/6～1/5。

进一步的，所述冷却流道槽呈双椭圆螺旋形。

进一步的，所述冷却流道槽沿冷却介质流向方向依次包括直线分流段、导流段以及椭圆螺旋段。

进一步的，所述椭圆螺旋段的起点为椭圆形反射铜镜中光学椭圆通光口径的焦点，所述直线分流段的末端形成有导流点，所述导流点至所述椭圆螺旋段的起点构成所述导流段。

进一步的，所述导流段的导线相对所述椭圆螺旋段对应椭圆长轴的角度为20°～30°。

进一步的，所述冷却流道槽的截面面积等于所述冷却介质入口孔径的1/2。

进一步的，所述铜镜镜盖为椭圆形，所述冷却介质入口位于所述椭圆形中心点上，所述冷却介质出口设置在所述椭圆形长轴方向靠近所述冷却流道槽边缘处。