助噴嘴9的噴口中心與工件3表面距離SOD2= 10mm，輔助噴嘴9射流束的中心線與工件3表面的交點和激光束11在工件3表面聚焦點的中心之間的距離為dp2= 1mm。輔助噴嘴9射流壓力為0.1Mpa0輔助噴嘴9經(jīng)第二調(diào)節(jié)閥7和第二計流器8連接第二離心泵6。
[0032]容器I的排水管4接回收罐5。
[0033]液膜保護的激光加工方法實施例
[0034]本液膜保護的激光加工方法實施例，采用上述液膜保護的激光加工系統(tǒng)實施例，其步驟為:
[0035]1、待加工的工件3固定安置于工作臺2上表面。
[0036]I1、本例所用液體為水。啟動第一離心泵15，主噴嘴12向工件3表面噴出射流，射流在工件3表面形成穩(wěn)定地向工件3外緣流動的薄液膜保護層；從工件3流下的液體落入容器I內(nèi)，從容器I的排水管4排出；同時啟動第二離心泵6，輔助噴嘴9射流射向工件3表面，形成的液膜覆蓋工件3整個表面。
[0037]II1、激光裝置10發(fā)射激光束11穿過液膜、聚焦于工件3表面進行加工，去除加工點上的工件材料。主噴嘴12的較高壓力的射流，在加工點周圍形成穩(wěn)定的有一定厚度的流動水膜。
[0038]主噴嘴12和輔助噴嘴9的射流共同作用在激光加工點周圍形成階梯厚度的液膜，液膜分為三個區(qū)域:
[0039]區(qū)域①即主噴嘴12噴射的高速射流與工件3表面相交的區(qū)域，激光加工點處于區(qū)域①內(nèi)，液膜厚度4為0.1?0.3mm。
[0040]區(qū)域②為過渡區(qū)，處于區(qū)域①外圍，由從區(qū)域①向外流的液體和輔助噴嘴9的較低速射流形成，區(qū)域②的液膜厚度匕為0.3?0.5_。
[0041]區(qū)域③為區(qū)域②外圍的工件3表面區(qū)域，由于區(qū)域①和區(qū)域②的射流壓力，工件3表面的液體只能從工件3加工點向工件3外緣流動，液體的表面張力在區(qū)域②外圍的工件3表面形成液膜，此區(qū)域的液膜厚度匕為0.5?5mm。
[0042]液體從工件3和工作臺2的表面邊緣流下，進入容器1，從容器I的排水管4排出。
[0043]容器I的排水管4接入回收罐5，液體可回收循環(huán)使用。
[0044]上述實施例，僅為對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進一步詳細說明的具體個例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種液膜保護的激光加工系統(tǒng)，包括激光裝置(11)和工作臺(2)，待加工的工件(3)固定于工作臺(2)的上表面，工件(3)待加工的表面為水平，激光裝置(10)產(chǎn)生的激光束(11)聚焦于工件(3)待加工的表面；其特征在于: 還配有產(chǎn)生射流的主噴嘴(12)，主噴嘴(12)的噴口直徑Cl1 =0.5?3_，主噴嘴(12)中心線與水平面的交角Q1S3CT?60°，主噴嘴(12)的噴口中心與工件(3)表面距離SOD1= 2?5mm，主噴嘴(12)射流束的中心線與工件(3)表面的交點和激光束(11)在工件(3)表面聚焦點的中心之間的距離為dpl= O?0.2mm，即激光束(11)的聚焦點處于主噴嘴(12)射流束與工件(3)表面相交的區(qū)域內(nèi)；主噴嘴(12)射流壓力為5?50Mpa； 主噴嘴(12)連接第一離心泵(15); 所述工作臺(2)安裝于容器(I)內(nèi)，容器(I)的排水管(4)低于工作臺(2)上表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液膜保護的激光加工系統(tǒng)，其特征在于: 所述主噴嘴(12)和第一離心泵(15)之間連接有第一調(diào)節(jié)閥(14)、第一計流器(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液膜保護的激光加工系統(tǒng)，其特征在于: 與主噴嘴(12)相對、激光束(11)的另一側(cè)還配有一個輔助噴嘴(9)，輔助噴嘴(9)的噴口直徑(12= 3?5mm，輔助噴嘴(9)的中心線與水平面的交角Θ 2為45°?90°，輔助噴嘴(9)的噴口中心與工件(3)表面距離SOD2= 8?12mm，輔助噴嘴(9)射流束的中心線與工件(3)表面的交點和激光束(11)在工件(3)表面聚焦點的中心之間的距離為dp2 =0.5?2mm，輔助噴嘴(9)射流壓力為0.05?0.2Mpa，輔助噴嘴(9)連接第二離心泵(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液膜保護的激光加工系統(tǒng)，其特征在于: 所述輔助噴嘴(9)和第二離心泵(6)之間連接有第二調(diào)節(jié)閥(7)、第二計流器(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的液膜保護的激光加工系統(tǒng)，其特征在于: 所述容器⑴的排水管⑷接回收罐(5)。
6.采用權(quán)利要求1所述的液膜保護的激光加工系統(tǒng)的、一種液膜保護的激光加工方法，其步驟為: 1、待加工的工件(3)固定安置于工作臺(2)上表面； I1、啟動第一離心泵(15)，主噴嘴(12)向工件(3)表面噴出射流，射流在工件(3)表面形成穩(wěn)定地向工件(3)外緣流動的薄液膜保護層；從工件(3)流下的液體落入容器(I)內(nèi)，從容器(I)的排水管排出； II1、激光裝置(10)發(fā)射的激光束(11)穿過液膜、聚焦于工件(3)表面進行加工，去除加工點上的工件材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液膜保護的激光加工方法，其特征在于: 與主噴嘴(9)相對、激光束(11)的另一側(cè)還配有一個輔助噴嘴(9)，輔助噴嘴(9)的噴口直徑(12= 3?5mm，輔助噴嘴(9)中心線與水平面的交角Θ 2為45°?90°，輔助噴嘴(9)噴口中心與工件(3)表面距離SOD2= 8?12mm，輔助噴嘴(9)射流束的中心線與工件(3)表面的交點和激光束(11)在工件⑶表面聚焦點的中心之間的距離為dp2= 0.5?2mm，輔助噴嘴(9)射流壓力為0.05?0.2Mpa，輔助噴嘴(9)連接第二離心泵(6)； 所述步驟II同時啟動第二離心泵(6)，輔助噴嘴(9)射流射向工件(3)表面，形成的液膜覆蓋工件(3)整個表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液膜保護的激光加工方法，其特征在于: 所述主噴嘴(12)和輔助噴嘴(9)的射流共同作用在激光加工點周圍、形成階梯厚度的液膜，液膜分為三個區(qū)域: 區(qū)域①即主噴嘴(12)噴射的高速射流與工件(3)表面相交的區(qū)域，激光加工點處于區(qū)域①內(nèi)，液膜厚度4為0.1?0.3mm ； 區(qū)域②為過渡區(qū)，處于區(qū)域①外圍，由從區(qū)域①向外流的液體和輔助噴嘴(9)的較低速射流形成，區(qū)域②的液膜厚度匕為0.3?0.5mm ; 區(qū)域③為區(qū)域②外圍的工件(3)表面區(qū)域，工件(3)表面的液體從工件加工點向工件(3)外緣流動，液體的表面張力在區(qū)域②外圍的工件表面形成液膜，此區(qū)域的液膜厚度113為0.5?5暈米； 液體從工件(3)和工作臺(2)的表面邊緣流下，進入容器(I)，從容器(I)的排水管(4)排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液膜保護的激光加工方法，其特征在于: 容器(I)的排水管(4)接入回收罐(5)，液體回收循環(huán)使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液膜保護的激光加工方法，其特征在于: 所述液體為水、(10?100) ￥%的乙醇水溶液、(10?100) V %的丙醇水溶液、甘油、(15?60) wt %的氫氧化鉀水溶液、(15?60) V%的硝酸水溶液、(15?60)wt%的氯化鈉水溶液、(15?60) wt%二甲亞砜水溶液和(15?60) wt%的硝酸鈉水溶液中的任意一種。
【專利摘要】本發(fā)明為一種液膜保護的激光加工系統(tǒng)及方法，本系統(tǒng)固定工件的工作臺安裝于容器內(nèi)，激光聚焦于工件表面。配有主噴嘴和輔助噴嘴，二者相比主噴嘴的中心線與水平面的交角較小，與工件表面距離較近，主噴嘴射流壓力5～50Mpa，激光聚焦點處于主噴嘴射流束與工件表面相交區(qū)域內(nèi)。輔助噴嘴與主噴嘴相對、位于激光束另一側(cè)，射流壓力0.05～0.2Mpa。激光加工方法為主噴嘴和輔助噴嘴噴出的射流在工件表面形成穩(wěn)定地向工件外緣流動的薄液膜保護層，激光束穿過液膜、聚焦于工件表面進行加工。本發(fā)明連續(xù)流動的薄水膜帶走切屑和熱，高壓射流還可去除加熱軟化的材料，連續(xù)液膜覆蓋整個工件表面，避免懸浮顆粒附著，提高清潔度。
【IPC分類】B23K26-146, B23K26-142
【公開號】CN104551393
【申請?zhí)枴緾N201510024855
【發(fā)明人】龍芋宏, 馮唐高, 楊曉清, 童友群, 劉鑫
【申請人】桂林電子科技大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月19日