本发明专利技术公开了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，所述冷却装置包括冷却软管、风嘴、加工台和水箱，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；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。所述冷却装置可以使水性涂料循环使用，节约能源，减少污染，且在加工过程中，滴加水性涂料到液态金属的切口处，可以避免切割过程中液态金属流动，便于激光切割。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了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，所述冷却装置包括冷却软管、风嘴、加工台和水箱，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；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。所述冷却装置可以使水性涂料循环使用，节约能源，减少污染，且在加工过程中，滴加水性涂料到液态金属的切口处，可以避免切割过程中液态金属流动，便于激光切割。【专利说明】应用于激光切割液态金属的冷却装置及加工工艺
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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，本专利技术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。本专利技术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100_。本专利技术达到的技术效果如下:本专利技术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IOOmm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，同时米用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，使用本专利技术的冷却装置，可以使水性涂料循环使用，节约资源，降低生产成本。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术冷却装置的立体图； 图2为本专利技术冷却装置的另一角度的立体图； 图3为本专利技术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】 I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f图3所示，本专利技术应用于激光切割液态金属的冷却装置I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。本专利技术使用冷却装置进行切割液态金属的加工工艺包括如图4所示的全固态激光器2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I中流出水性涂料落到液态金属的切口处。由于液态金属的熔点低且激光的一个单脉冲能量可以达到几十焦耳，使得液态金属表面的温度急剧增加瞬间会呈熔融状态，因此在切割过程中需要不断的在液态金属的切口处滴加水性涂料。水性涂料既可以利于激光能量的吸收，又可以加速液态金属的冷凝。这样可以使液态金属熔融后没能流动就迅速凝固，便于激光对液态金属的有效切割。波长范围为1055~1075nm的激光易于液态金属吸收，最佳波长为1064nm。如图4所示，发射波长1064nm激光的全固态激光器2包括依次顺序排列的泵浦源激光二极管21、稱合光学系统22、谐振腔23、准直光学系统24、扫描系统25以及聚焦系统26。泵浦源激光二极管21发射的激光入射至稱合光学系统22,稱合光学系统22对激光做整形和重新排列并输入至谐振腔23，激光经过谐振腔23提高能量并入射至准直光学系统24，准直光学系统24使激光最大效率的耦合进入扫描系统25，最后经过聚焦透镜26射出以切割液态金属。其中谐振腔23包括光纤光栅231、增益光纤232以及反光镜233，且光纤光栅231和反光镜233均与增益光纤232的轴线垂直,且反光镜233可以透射部分光信号。入射至谐振腔23中的光信号在光纤光栅231和反光镜233之间不断反射，并且在反射过程中，经由增益光纤232不断放大光信号，使得从反光镜33透射出的光信号能量提高。聚焦透镜26的焦距一般选取为F=IOOmm,可以使输出激光的功率密度较大，液态金属上的切割光斑面积较小，易于切割液态金属。影响液态金属切割效果的因素有多种，例如有无水性涂料、准直光学系统的变焦倍数以及聚焦透镜的焦距等，如图5所示为不同因素的切割效果对比图(标注:图5中所示的图片均是在显微镜下拍摄的)。由图5可知，I)在准直光学系统的变焦倍数相同(变焦倍数可为5倍、8倍、10倍或15倍的其中之一)且聚焦透镜的焦距为IOOnm时，不加水性涂料的切割效果是明显存在毛刺，特别是熔融后在截面形成一定面积的流体，而加水性涂料后，水性涂料促进液态金属表面对激光吸收同时起到了很 好冷却效果，加工相对细腻，切口处的流体减少，毛刺也相对较小。2)在切割过程中均添加水性涂料的情况下，激光对于不同的准直光学系统的变焦倍本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于激光切割液态金属的冷却装置，其特征在于，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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张信，陈云刚，黄海强，江硕，饶良政，龙翔，
申请(专利权)人：深圳华工激光设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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