[发明专利]一种气液辅助激光加工微孔的方法及装置

说明书

本发明公开了一种气液辅助激光加工微孔的方法及装置，发射激光束加工待加工位置，同时采用与所述激光束同轴的辅助气体喷射加工位置，同时采用与所述激光束的轴线成一定夹角的辅助液体喷射加工位置。本发明形成成套加工方法，通过气、液辅助激光微孔加工，实现激光微孔高质量加工，减少飞溅物粘连、减少材料热影响区域(通过气体散热冷却及冷却液散热冷却带走部分热量，减少热量累积)，提高材料表面质量。

技术领域

本发明属于特种加工领域，具体涉及一种气液辅助激光加工微孔的方法及装置。

背景技术

目前，激光加工主要依靠气体辅助进行微孔加工，根据加工材料特性选择不同的辅助加工气体(氧气、氢气、氩气、氮气、压缩空气等)，主要目的或者是加速材料气化、熔化，或者是去除熔渣、减少飞溅物粘连、减少材料热影响区域(气体散热带走部分热量，减少热量累积)，减少材料表面及孔壁氧化，提高材料表面加工质量及孔壁质量。但通过气体辅助作用单一，发现不能很好解决热量累积使材料局部过热变色、热影响区扩大以及熔液飞溅粘连在孔壁或材料表面等问题，严重影响加工质量。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种气液辅助激光加工微孔的方法及装置，形成成套加工方法，通过气、液辅助激光微孔加工，实现激光微孔高质量加工，减少飞溅物粘连、减少材料热影响区域(通过气体散热冷却及冷却液散热冷却带走部分热量，减少热量累积)，提高材料表面质量。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种气液辅助激光加工微孔的方法，发射激光束加工待加工位置，同时采用与所述激光束同轴的辅助气体喷射加工位置，同时采用与所述激光束的轴线成一定夹角的辅助液体喷射加工位置。

进一步地，加工参数如下：激光脉冲宽度为0.5～0.8ms、激光脉冲频率为60～100HZ、激光功率百分比为70～90％、激光离焦量为-1～1mm、进给速度为60～80mm/min；气体压力为0.6～0.8MPa、气体流量为0.8～1.2Nm³/s、气体开关时间间隔为0～1s，其中，0表示常开；液体流量为0.8～1.5L/min、液体压力为6～12MPa、液体温度为15～20℃、液体开关时间间隔为0～10s，其中，0表示常开。

进一步地，所述辅助液体对加工位置以柱状喷射或雾状喷射。

一种气液辅助激光加工微孔的装置，包括激光喷嘴头部，所述激光喷嘴头部的中心开设有用于发射激光束的激光光束通道；

在所述激光喷嘴头部上绕所述激光光束通道的轴线均布开设有若干辅助气体通道，每个所述辅助气体通道的一端用于输入辅助气体，另一端与所述激光光束通道连通，辅助气体通过所述激光光束通道能够与激光束同轴喷射在加工位置；

在所述激光喷嘴头部上绕所述激光光束通道的轴线均布开设有若干辅助液体通道，每个所述辅助液体通道的一端用于输入辅助液体，另一端连接有喷嘴，每个所述喷嘴的轴线与所述激光光束通道的轴线成一定夹角，辅助液体通过所述喷嘴能够喷射在加工位置。

进一步地，每个所述喷嘴为能够喷射柱状液体的柱状喷嘴。

进一步地，每个所述喷嘴为能够喷射雾状液体的雾状喷嘴。

进一步地，每个所述柱状喷嘴上可拆卸连接有雾状喷嘴。

进一步地，每个所述柱状喷嘴的轴线与所述激光光束通道的轴线之间的夹角为35°～45°；每个所述雾状喷嘴的轴线与所述激光光束通道的轴线之间的夹角为35°～45°。

进一步地，还包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块用于控制辅助气体按照预设参数输出，所述第二控制模块用于控制辅助液体按照预设参数输出。