一种手持式激光装置及激光处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种手持式激光装置及激光处理方法，属于激光器技术领域，为解决现有技术焊接精度低的技术问题而设计。包括用于发射激光光束的激光源、喷嘴、所述喷嘴内部开有空腔、与所述空腔连通的导流部，所述导流部与活塞相连接，所述活塞用于控制所述导流部内的液体以层流液体的形式从所述空腔内输出，所述激光光束入射至所述层流液体并与所述层流液体共同抵达待处理物。本发明专利技术可提高激光切割效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种手持式激光装置及激光处理方法


[0001]本专利技术创造属于激光器
，尤其是涉及一种手持式激光装置及激光处理方法。

技术介绍

[0002]水导激光是将激光进行聚焦后导入微水柱中，利用微水柱与空气界面的全反射原理使得激光沿该微水柱传导，由此可知，在现有技术中，激光光束是采用固定的角度入射至空气和水的交界处、且微水柱的直径是不变的，这样的装置在实际场景中存在灵活性较差，激光切割效率低的技术问题。

技术实现思路

[0003]为了提高激光切割效率，提出一种手持式激光装置及激光处理方法。
[0004]一种手持式激光装置，包括用于发射激光光束的激光源、喷嘴、所述喷嘴内部开有空腔、与所述空腔连通的导流部、用于反射所述激光光束的反射镜和驱动装置，所述驱动装置用于带动所述反射镜旋转或摆动，所述导流部与活塞相连接，所述活塞用于控制所述导流部内的液体以层流液体的形式从所述空腔内输出，所述激光光束入射至所述层流液体并与所述层流液体共同抵达待处理物，所述喷嘴的内径沿所述激光光束传播的方向逐渐减小，所述液体包括单一密度的液体E，所述液体E也包括不同种折射率的液体e，（e1，e
n
）∈E，n为第n种折射率的液体e，所述激光源的数量为一个或多个，类似于倒置圆锥体的液体柱的体积：类似圆柱体的液体柱的体积≈1:3，由于倒置圆锥体的液体柱的体积逐渐减小，在体积减小的基础上、由于驱动装置带动反射镜旋转或摆动，因此依然能够发生全反射，提高了液体（例如水）的利用率、节约资源，且最终从喷嘴输出端输出的激光光束的出射角度也会因为驱动装置的摆动而来回发生偏移，即可进行摆动焊接，在实现摆动焊接的同时还可以通过液体对待处理物进行降温，免激光对待处理物切割道周围的热损伤及灼烧，保证切割道的清洁，由于喷嘴的内径沿所述激光光束传播的方向逐渐减小，因此进入所述空腔内的液体柱的直径也逐渐减小，相较于直径一致的液体柱，本专利技术提供的方式，既可以满足激光束的最大发射角，与液体柱上横截面的夹角可以趋近于180
°
，提高光源的利用率，又能够使得激光光束在液体柱内发生折射的次数会逐步增加，原有的激光光束也因此被分割成由多个细小的激光激光束束组合而成的新激光光束，而这种新激光光束可以替代昂贵的线切割。
[0005]层流液体指的是相对稳定的液体流，而非绝对静止，是类似于静止，但实际上液体是流动的，所述活塞可接收来自人工的驱动力，也可以接收来自自动化装置的驱动力，在所述驱动力的驱动下液体获得压力，并从导流部的终端喷出；可达到的效果为：激光光束入射至层流液体后，可实现重复多次反射，在抵达待处理物时可实现与线切割相同的效果，可以代替昂贵的线切割，另外，由于激光光束和层流液体是与共同到达待处理物的，因此层流液体可带走激光光束的部分热量，同时还可以对切割物起到降温的作用，防止高温灼伤焊道
的周边区域。激光光束在从空气中进入到不同的液体时，会有不同的折射率，为了使得激光光束按照大于临界角的角度入射至液体内，因此可以通过改变不同的液体，从而实现激光光束在液体中全反射。
[0006]可选的，所述驱动装置包括旋转电机或旋转式螺线管，所述驱动装置和所述反射镜均包括1个或多个。激光光束在液体水柱中发生全反射，需要满足从空气中入射至水中的角度大于临界角（例如90
°
）的条件，驱动装置则可以带动反射镜偏转，从而使得入射至水中的激光光束满足上述条件，由驱动装置带动反射镜进行旋转或摆动，因此激光光束也可旋转或摆动，激光光束可以为由两束或两束以上的子激光光束组成的复合激光光束。为了满足临界角的要求，可以在内部设置数据采集元件，以采集激光光束入射至液体水柱界面的角度，若不满足临界角时，可通过控制系统发出指令改变驱动装置带动所述反射镜5旋转或摆动的角度，以满足最大反射率，从而提高激光光束的利用率，提高激光切割的精确度。
[0007]可选的，所述旋转式螺线管包括旋转轴、永久磁铁、双极性脉冲发生装置、第一电磁铁、第二电磁铁、所述永久磁铁呈圆环形，所述旋转轴贯穿所述永久磁铁的内圆环，所述旋转轴的一端连接有反射镜，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁呈半圆弧形，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁可卡合住永久磁铁的侧壁，且各自可与所述永久磁铁的二分之一外径相吻合；所述第一电磁铁和所述永久磁铁相靠近的两侧磁性相同，所述第二电磁铁和所述永久磁铁相靠近的两侧磁性相同，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁远离所述永久磁铁的外侧均连接有线圈，所述线圈连接有双极性脉冲发生装置，所述双极性脉冲发生装置用于对所述线圈连续或间断地提供正、负双极性脉冲电压。
[0008]可选的，还包括第一光束分割机构，所述第一光束分割机构包括凸起部，所述凸起部可安插于待处理物内，由所述喷嘴的激光输出端输出的激光可沿着所述凸起部的边缘对所述待处理物进行处理。
[0009]可选的，还包括第二光束分割机构，所述第二光束分割机构包括金属尺，所述金属尺的延伸方向与激光光束传播方向的延长线相交，所述金属尺开有用于传输激光的通孔，所述金属尺位于激光输出端的底部。
[0010]可选的，所述导流部能够为与手持式激光装置一体成型的内部空腔，也可以是可拆卸地连接于所述喷嘴的管道。
[0011]可选的，所述导流部的数量为一个或多个。
[0012]可选的，当所述导流部的数量多个时，所述相邻的导流部之间可以沿着所述喷嘴的中轴线环形分布。
[0013]可选的，当所述导流部的数量多个时，所述导流部之间沿着所述喷嘴的中轴线由内至外逐层分布。
[0014]可选的，所述导流部之间的间距相同或不同。
[0015]可选的，当所述导流部的数量一个时，所述导流部用于储存液体的部分能够完全将沿所述喷嘴的中轴线方向传播的激光光束包裹，也可以仅包裹一部分。
[0016]可选的，所述导流部的顶部设有防漏水用的透明窗。
[0017]可选的，所述喷嘴的激光输出端为透明材质。
[0018]可选的，所述喷嘴一体成型且所述喷嘴的内径大小沿激光光路传输方向逐渐减小，最终在输出端形成精密喷嘴；
或，所述喷嘴包括可拆卸的上部和下部，所述上部为激光输入端，所述下部为激光输出端，所述下部的空腔内径小于所述上部的空腔内径，所述激光输出端为精密喷嘴。
[0019]可选的，所述精密喷嘴的空腔内径小于或等于100μ
ⅿ
，激光光束通过所述精密喷嘴输出。
[0020]可选的，当所述金属尺和第一光束分割机构同时存在时，所述激光输出端输出的激光光束可包括多束，激光光束中的一部分由于受到第一光束分割机构阻拦，另一部分由第二光束分割机构金属尺进行限定，即限定了对待处理物的切割轨迹。
[0021]可选的，提供一种激光处理方法，可通过上述任意一种来实现激光切割包括：步骤S10，通过驱动装置带动反射镜进行旋转或摆动；步骤S20，通过激光源输出初始激光光束，所述激光光束依次先后通过准直镜、反射镜、聚光透镜进入喷嘴内，形成第一激光光束；步骤S30，通过与喷嘴相连通的活塞对导流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手持式激光装置，其特征在于，包括用于发射激光光束的激光源（4）、内部开有空腔的喷嘴（1）、与所述空腔连通的导流部（2）、用于反射所述激光光束的反射镜（5）和驱动装置，所述驱动装置用于带动所述反射镜（5）旋转或摆动，所述导流部（2）与活塞（3）相连接，所述活塞（3）用于对所述导流部（2）内的液体施加压力，以使得所述导流部（2）内的液体以层流液体的形式从所述空腔内输出，所述激光光束入射至所述层流液体并与所述层流液体共同抵达待处理物，所述喷嘴（1）的内径沿所述激光光束传播的方向逐渐减小。2.根据权利要求1所述的手持式激光装置，其特征在于，所述驱动装置包括旋转电机或旋转式螺线管（6），所述驱动装置和所述反射镜（5）均包括1个或多个。3.根据权利要求2所述的手持式激光装置，其特征在于，所述旋转式螺线管（6）包括旋转轴（14）、永久磁铁（25）、双极性脉冲发生装置（21）、第一电磁铁（23）、第二电磁铁（24）、所述永久磁铁（25）呈圆环形，所述旋转轴（14）贯穿所述永久磁铁（25）的内圆环，所述旋转轴（14）的一端连接有分光镜或反射镜，所述第一电磁铁（23）和所述第二电磁铁（24）呈半圆弧形，所述第一电磁铁（23）和所述第二电磁铁（24）可卡合住永久磁铁（25）的侧壁，且各自可与所述永久磁铁（25）的二分之一外径相吻合；所述第一电磁铁（23）和所述永久磁铁（25）相靠近的两侧磁性相同，所述第二电磁铁（24）和所述永久磁铁（25）相靠近的两侧磁性相同，所述第一电磁铁（23）和所述第二电磁铁（24）远离所述永久磁铁（25）的外侧均连接有线圈（26），所述线圈（26）连接有双极性脉冲发生装置（21），所述双极性脉冲发生装置（21）用于对所述线圈（26）连续或间断地提供正、负双极性脉冲电压（22）。4.根据权利要求1、2或3任意一项所述的手持式激光装置，其特征在于，还包括第一光束分割机构，所述第一光束分割机构包括凸起部（703），所述凸起部（703）可安插于待处理物内，由所述喷嘴的激光输出端输出的激光可沿着所述凸起部（703）的边缘对所述待处理物进行处理。5.根据权利要求1、2或3任意一项所述的手持式激光装置，其特征在于，还包括第二光束分割机构，所述第二光束分割机构包括金属尺（702），所述金属尺（702）的延伸方向与激光光束传播方向的延长线相交，所述金属尺（702）开有用于传输激光的通孔，所述金属尺（702）位于激光输出端的底部。6.根据权利要求1所述的手持式激光装置，其特征在于，所述导流部（2）能够为与手持式激光装置一体成型的内部空腔，也可以是可拆卸地连接于所述喷嘴（1）的管道。7.根据权利要求6所述的手持式激光装置，其特征在于，所述导流部（2）的数量为一个或多个。8.根据权利要求7所述的手持式激光装置，其特征在于，当所述导流部（2）的数量多个时，相邻的所述导流部（2）之间可以沿着所述喷嘴的中轴线环形分布。9.根据权利要求7所述的手持式激光装置，其特征在于，当所述导流部（2）的数量多个时，所述导流部（2）之间沿着所述喷嘴（1）的中轴线由内至外逐层分布。10.根据权利要求8或9所述的手持式激光装置，其特征在于，所述导流部（2）之间的间距相同或不同。11.根据权利要求7所述的手持式激光装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：千国达郎，卢国杰，牛增强，韩金龙，
申请(专利权)人：深圳市联赢激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：