該可動(dòng)元件的前部部分的裙部全部或基本全部通 過(guò)第三輸出孔口伸出軸向容納部。
[0036] 本發(fā)明還涉及一種激光聚焦頭,它包含至少一個(gè)光學(xué)聚焦元件,例如一個(gè)或多個(gè) 透鏡或鏡子,尤其是聚焦透鏡和準(zhǔn)直透鏡,其特征在于,該激光聚焦頭還包括根據(jù)本發(fā)明的 激光噴嘴。
[0037] 另外,本發(fā)明還涉及一種激光設(shè)備,該激光設(shè)備包括激光發(fā)生器、激光聚焦頭和激 光束引導(dǎo)裝置,該激光束引導(dǎo)裝置與所述激光發(fā)生器和所述激光聚焦頭相連,其特征在于, 該激光聚焦頭是根據(jù)本發(fā)明的激光聚焦頭。
[0038] 優(yōu)選地,發(fā)生器或激光源為C02、YAG、光纖或盤(pán)式激光器,優(yōu)選為光纖或盤(pán)式激光 器,尤其是鐿光纖激光源。
[0039] 根據(jù)另一方面,本發(fā)明還涉及一種激光束切割方法(工藝),該方法使用根據(jù)本發(fā) 明的噴嘴、根據(jù)本發(fā)明的激光聚集頭或根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 本發(fā)明參照附圖通過(guò)下面給出的描述更容易理解。在附圖中:
[0041] -圖IA示意性地示出了普通激光切割設(shè)備的聚焦頭;
[0042] -圖IB示意性地示出了對(duì)應(yīng)于噴嘴輸出孔口尺寸的激光點(diǎn)尺寸;
[0043] -圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的噴嘴的橫截面;
[0044] -圖3A和圖3B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的噴嘴的某些構(gòu)成元件 的橫截面;
[0045] -圖4示意性的示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的噴嘴的橫截面,可動(dòng)元件位于與 圖2所示的不同位置;
[0046] -圖5A和圖5B示意性的示出了處于工作狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的噴嘴,可動(dòng)元件位 于兩個(gè)不同的位置。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 圖IA示出了普通激光切割設(shè)備的聚焦頭20, 一個(gè)普通激光噴嘴21與其連接,聚焦 激光束和輔助氣體(箭頭23)通過(guò)所述噴嘴,用于將激光束所形成的熔融金屬?gòu)墓馐?2在 例如鋼板或不銹鋼板的待切金屬部件30上形成的切縫31中排出。
[0048] 輔助氣體可以為例如氧氣、空氣、CO2、氫氣的活性氣體,或者例如氬氣、氮?dú)饣蚝?氣的惰性氣體,或者這些活性和/或惰性氣體中幾種的混合物。氣體組分根據(jù)待切割部件 的性質(zhì)特別地選擇。
[0049]用來(lái)沖擊部件的光束將在沖擊點(diǎn)處熔化金屬,該金屬將在輔助氣體的壓力作用下 從部件下方排出。
[0050] 圖IB示出了與光束22的焦點(diǎn)尺寸S2相對(duì)應(yīng)的噴嘴21的孔口 24的流體橫截面 區(qū)域(面積)S1。如可以看到的,區(qū)域Sl比光束22的焦點(diǎn)尺寸S2大很多,從而導(dǎo)致在普通 噴嘴中輔助氣體的大量消耗,輔助氣體的僅一小部分用于從切縫31排出熔融金屬。
[0051] 為了避免必須在圖IA中的一般激光噴嘴的主體內(nèi)、更精確地說(shuō)是在所述噴嘴的 軸向通道內(nèi)布置內(nèi)部可動(dòng)元件,本發(fā)明提供了具有外部可動(dòng)元件的激光噴嘴。
[0052] 事實(shí)上,圖2所示的本發(fā)明的噴嘴包括噴嘴體1和在圖3A中示出的外蓋13,該外 蓋13與圍繞噴嘴體1的至少一部分可移動(dòng)地布置的可動(dòng)元件3相互作用。根據(jù)本發(fā)明的 可動(dòng)元件3在圖3B中示意性的示出。
[0053] 更具體地,噴嘴體1優(yōu)選由導(dǎo)電材料例如銅或黃銅形成,該噴嘴體1旨在緊固到激 光設(shè)備的激光聚焦頭20上。
[0054] 有利地,噴嘴體1為軸對(duì)稱部件,具有對(duì)稱軸AA的第一軸向通道5從該噴嘴體的 一側(cè)穿到另一側(cè),所述通道5從噴嘴體1的后部部分Ib延伸至所述噴嘴體1的前部部分 Ia0
[0055] 在本發(fā)明中,表述"前部面"和"前部部分"理解為激光噴嘴的元件的那些當(dāng)該噴 嘴被使用時(shí)位于待切割板材一側(cè)的部分。與之相反的部分或面稱為"后部"。
[0056] 第一軸向通道5從噴嘴的前部部分Ia和后部部分Ib這兩個(gè)部分中顯現(xiàn)。后部部 分Ib因而包含第二輸入孔口 11',而前部部分Ia包含噴嘴體1的第二輸出孔口 11,第二輸 入孔口 11'和第二輸出孔口 11共軸,并且軸線為AA。
[0057] 第一軸向通道5事實(shí)上是一個(gè)可以為各種形狀的空間,例如形狀基本為圓柱形或 截錐形,圓柱形出口通道可以為會(huì)聚-發(fā)散的、即德拉瓦爾(De Laval)幾何形狀或者為任 何其他幾何形狀。
[0058] 第二輸出孔口 11優(yōu)選為環(huán)形截面,并且具有優(yōu)選包括0. 5至5mm之間的直徑。
[0059] 外蓋13包括噴嘴體1至少部分地布置在其中的軸向容納部7,該軸向容納部7優(yōu) 選與所述噴嘴體1同軸。從圖3A中可以看出,軸向容納部7穿過(guò)外蓋13,并且尤其包括位 于外蓋13a的前部面中的第一輸出孔口 14。
[0060] 有利地,外蓋13包括底部15,該底部包括朝向容納部7的中心徑向伸出的內(nèi)臺(tái)肩 9,所述內(nèi)臺(tái)肩9通過(guò)在第一輸出孔口 14中的軸向容納部7的橫截面的收窄15形成。
[0061] 根據(jù)本發(fā)明,噴嘴還包括在外蓋13和噴嘴體1之間插入外蓋13的軸向容納部7 中的可動(dòng)元件3。該可動(dòng)元件3可以并設(shè)計(jì)為在外蓋13的第一容納部7內(nèi)沿著軸AA平移, 直至形成可動(dòng)元件3的裙部的前部部分3a通過(guò)第一輸出孔口 14伸出所述容納部7,如圖2 所示。
[0062] 從圖3B中可見(jiàn),可動(dòng)元件3有利地為包括形成大致圓柱形一即管狀一裙部的前部 部分3a的軸對(duì)稱部件??蓜?dòng)元件3還包括具有第二輸出孔口 12的第二軸向通道4,該第二 輸出孔口 12從形成裙部的前部部分3a顯現(xiàn)。
[0063] 更為準(zhǔn)確地,當(dāng)可動(dòng)元件3的前部部分3a伸出軸向容納部7時(shí),優(yōu)選為圓形截面 的可動(dòng)元件3的第三輸出孔口 12開(kāi)口于噴嘴體1的第二輸出孔口 11的下游。
[0064] 可動(dòng)元件3的外周壁3有利地包括止擋部10,當(dāng)可動(dòng)元件3設(shè)置在軸向容納部7 內(nèi)時(shí)該止擋部10面對(duì)內(nèi)臺(tái)肩9設(shè)置。
[0065] 優(yōu)選地,可動(dòng)元件3、噴嘴體1和外蓋13分別為整體結(jié)構(gòu)的一部分并且彼此同軸布 置。換言之,可動(dòng)元件3和外蓋13的對(duì)稱軸與噴嘴體1的軸AA -致(重合)或基本一致。
[0066] 有利地,噴嘴體1的前部部分Ia至少部分地布置在可動(dòng)元件3的第二軸向通道4 內(nèi)??蓜?dòng)元件3可沿噴嘴體1的所述前部部分Ia的外周壁軸向移動(dòng)??蓜?dòng)元件3的第二 軸向通道4和前部部分Ia的外周壁優(yōu)選具有柱狀輪廓。
[0067] 根據(jù)本發(fā)明,可動(dòng)元件3因而為圍繞噴嘴體1的前部部分Ia的至少部分布置的外 部元件,也就是說(shuō),該可動(dòng)元件在噴嘴體1外側(cè)而不在該噴嘴體中。
[0068] 優(yōu)選地,可動(dòng)元件3能在施加于軸向容納部7內(nèi)并且作用于所述可動(dòng)元件3的氣 體壓力的作用下可在該軸向容納部7內(nèi)沿著第一輸出孔口 14的方向平移。借助于止擋部 10和臺(tái)肩9,該可動(dòng)元件3有利地至少部分保持在容納部7內(nèi)。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)尤為優(yōu)選的實(shí)施例,如圖2至4、5A和5B示出的,噴嘴體1包括 至少一個(gè)布置在所述噴嘴體1內(nèi)的氣體供應(yīng)管道6,該氣體供應(yīng)管道6使得噴嘴體1的第一 軸向通道5和外蓋13的軸向容納部流體聯(lián)接。優(yōu)選地,噴嘴體1包括穿過(guò)所述噴嘴體1的 1至20個(gè)管道6,優(yōu)選3至8個(gè)管道6。這些管道6優(yōu)選為形成在噴嘴體1中的空間(凹 腔)或孔(孔腔),并優(yōu)選地為圓形橫截面,并優(yōu)選直徑可以為約〇. 5至5_。
[0070] 事實(shí)上,本發(fā)明的噴嘴用于裝備在工業(yè)激光切割設(shè)備中安裝的聚焦頭。該類型的 設(shè)備通常包括與至少一個(gè)管路連接的至少一個(gè)輔助氣源。該管路能夠并且設(shè)計(jì)為向聚焦 頭、更具體地向所述頭的內(nèi)部容積供給氣體。
[0071] 激光噴嘴通過(guò)輸入孔口 11'與聚焦