[发明专利]一种外加磁场提高水导激光加工孔质量的装置

说明书

本发明公开了一种外加磁场提高水导激光加工孔质量的装置，涉及水导激光加工领域，包括加工平台、磁铁、磁场测量仪、控制器以及水导激光加工装置，所述磁铁固定安装于水导激光加工装置光束输出端下方，所述磁铁通过导线与控制器电控连接，通过外加磁铁，并通过控制器控制磁铁的磁场，使得加工过程产生的等离子体及其他带点粒子施加影响，使得在激光传输通道上等离子体粒子密度发生改变，激光能量更容易传输到待加工材料表面，大大提高了水导激光的加工精度及加工效率，通过在水导激光加工装置光束路径一侧添加磁块，进而改变光束的偏移路径，进而可以对不同形状的工件进行加工，免去二次加工的繁琐工序，进一步提高水导加工装置的工作效率。

技术领域

本发明涉及水导激光加工领域，特别是一种外加磁场提高水导激光加工孔质量的装置。

背景技术

随着精密和超精密加工技术的不断发展，激光与其它加工技术的复合逐渐成为加工制造领域的主流技术。水、激光耦合加工技术是一项新型的复合加工技术，利用水、空气光学特征的传播差异，激光束在水柱中进行全反射，不会分离出来，从而引导激光束在水束中进行折线传播，形成水束光纤，进而对工件进行加工。

在水导激光加工的过程中，随着加工时间的加长，等离子体密度慢慢增加，对材料的加工其阻挡作用。如名称为一种水导激光加工方法和系统、公开号为CN108581223A的发明专利申请中，设计了一种引导激光的水束不需要由大长径比的昂贵喷嘴产生，激光与水束的耦合过程不存在喷嘴烧蚀的问题，也不需要传统水导激光装置中复杂的腔室结构，设备成本和维护成本显著降低，水束的直径不受传统水导激光装置喷嘴直径的限制，可以采用更细小的水束，进一步提高加工精度，激光焦点无需精确地定位在产生水束喷嘴的特定位置，只需和偏转后竖直向下流动的水束重合共线即可，降低激光聚焦精度的要求，减小了激光束与水束的耦合难度，不存在喷嘴周围聚集的液滴拉偏水束、激光和水束偏离加工路径的问题，使水导激光加工质量稳定，现有的水导激光加工装置的能量由于产生的等离子体堆积在加工位置，使水导激光与材料出现隔离，减少了加工过程的能量，这将导致增加后续的工序来提高材料的加工质量增加加工成本与加工时间，降低水导激光的生产效率，另一方面通过提高激光功率等方式来提高加工质量的方法需要投入更多的资金，使其在实际应用中受到限制；

如名称为水导激光加工装置和加工系统、公开号为CN111014946A的发明专利申请中，设计了一种通过控制台状反射镜的直径、锥形孔的锥角和台状反射镜的侧面倾斜角度进行调节，将激光的圆形光束转变为圆环状光束，实现对激光光束能量分布的调节，但现有的通过反射镜调剂的方式过于繁琐，并且激光在照射到反光镜时，由于激光射出的能量容易损坏反射镜表面，从而使得光线的发射路径发生偏移，进而降低水导激光加工装置的工作效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种外加磁场提高水导激光加工孔质量的装置。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种外加磁场提高水导激光加工孔质量的装置，包括加工平台、磁铁、磁场测量仪、控制器以及水导激光加工装置，所述磁铁固定安装于水导激光加工装置光束输出端下方，所述磁铁通过导线与控制器电控连接，所述控制器控制磁铁的磁场大小，所述磁场测量仪设置在水导激光加工装置一侧，所述磁场测量仪对加工过程中的磁场进行测量，所述水导激光加工装置通过导线与控制器电控连接，所述控制器设置于水导激光加工装置另一侧，所述水导激光加工装置产生水束激光对待加工材料进行加工，所述水导激光加工装置光束输出路程一侧设有磁块，所述磁块调节光束的偏转角度，所述加工平台设置于控制器一侧，且位于水导激光加工装置下方，所述控制器通过导线与加工平台电控连接。

优选的,所述磁铁采用稀土永磁体。

优选的,所述磁场测量仪采用KG-2型数字特斯拉计。

优选的,所述磁铁的磁场强度为55mT-65mT。

优选的,所述磁块的个数至少为两个。

优选的,所述磁块调节光束的偏转角度为0-120°。