一种分体式激光切割头的制作方法

本技术涉及激光加工，具体地说是一种能够在使用过程中减少工件表面烟尘的分体式激光切割头。

背景技术：

1、现有的激光切割设备在进行切割作业时，通常在激光切割头的出光口处同轴设置一路辅助工作气体，该路气体与激光束同轴输出，其主要目的在于吹走切割区域产生的熔渣和烟尘，以防止烟尘污染光学镜片，并辅助切割过程。

2、然而，这种常规的吹气方式存在一个显著的弊端。为了有效清除切割缝内的烟尘，工作气体通常需要保持较高的气压和流速。这种高速、高压的气流在冲击工件表面后，会形成复杂的湍流和涡旋，部分带有高温熔渣颗粒的烟尘在此涡流作用下，会随着气流重新飞溅并附着在工件表面。

3、这种烟尘附着会为产品质量与后续加工效率带来不利影响，例如：

4、1、影响产品外观：附着在材料表面的烟尘会形成一层难以清除的污渍，影响工件的视觉美观。

5、2、妨碍后道工序作业：烟尘颗粒附着在工件的配合面或定位孔上，会直接影响装配精度；或者附着在待焊接区域阻碍母材之间的熔合，导致焊接不牢固。

6、3、增加成本：为了满足后道工序加工要求，经激光切割的工件还需增加清洗工序来去除附着烟尘，这不仅增加了人力、设备和耗材成本，而且由此产生的污水还会造成环境污染，不符合清洁生产要求。

7、现有技术中这种“高压吹气”的排烟方式在有效保护切割头的同时，却“污染”了工件本身。因此，本行业迫切需要一种新型的激光切割设备及运用工艺，以显著减少或避免烟尘在工件表面的附着，从而简化生产流程，降低加工成本。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种分体式激光切割头，采用该激光切割头进行激光切割加工时能够显著减少烟尘附着现象，加工后的工件无需清洗，即可进入后道工序。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

3、一种分体式激光切割头，其特征在于：该激光切割头包括能够同轴组装的切割头本体和割嘴，在切割头本体的底部固定套置有第一环形电磁铁、在割嘴的顶部设置有环形外延且第一环形电磁铁的底面与环形外延的顶面相适配，通过电气控制使第一环形电磁铁产生磁力以吸附环形外延，由环形外延带着割嘴整体吸附到切割头本体下端并实现切割头本体和割嘴的同轴连接；第一环形电磁铁的磁力消失、则切割头本体和割嘴能够分离。

4、所述割嘴的外围固定套设有割嘴套筒，环形外延布置在割嘴套筒的圆周上。

5、所述的割嘴套筒相对环形外延具有上凸部分且该上凸部分能够嵌入第一环形电磁铁处的切割头本体的内腔中。

6、所述上凸部分的下部为坡面结构，该坡面结构便于上凸部分嵌入切割头本体的内腔中。

7、所述割嘴的上沿低于割嘴套筒的上沿且割嘴的上沿高于环形外延的上平面。

8、所述环形外延的上平面配置有顶部定位凸起且第一环形电磁铁的底部配置有底部定位凹槽。

9、所述的激光切割头配置一割嘴停靠站，在割嘴停靠站的肩部配置一第二环形电磁铁，该第二环形电磁铁的上表面与环形外延的底面相适配，第一环形电磁铁工作时的激光切割头的割嘴落入第二环形电磁铁的内腔中且环形外延的底面落在第二环形电磁铁的上表面上，通过电气控制使第一环形电磁铁的磁力消失、且通过电气控制使第二环形电磁铁产生磁力以吸附环形外延，使得割嘴留在割嘴停靠站处且切割头本体能够离开。

10、所述的割嘴套筒相对环形外延具有下伸部分且该下伸部分能够嵌入套置第二环形电磁铁的割嘴停靠槽的内腔中。

11、所述下伸部分的顶部为倒锥面结构，该倒锥面结构便于下伸部分嵌入割嘴停靠槽的内腔中。

12、所述第二环形电磁铁的上部配置有顶部定位凹槽且环形外延的下平面配置有底部定位凸起。

13、所述环形外延上的顶部定位凸起和底部定位凸起均绕圆周布置且顶部定位凸起和底部定位凸起交错设置。

14、为了进一步说明本实用新型提供的分体式激光切割头，现在辅助气体、预穿孔、加工效率三方面来阐述。

15、1、辅助气体：匹配辅助气体为了保护激光切割头中的光学镜片不被烟尘污染，同时为了吹散切割产生的烟尘，激光切割头中始终会有一路与光路同轴的辅助气体由割嘴端部的出光口输出，因割嘴端部的出光口直径只有2mm左右，因此工作气体由出光口输出时气压很大。

16、2、预穿孔：激光切割一般分为预穿孔和轨迹切割两步，预穿孔即采用较大功率激光定点烧蚀切割轨迹的起始点，使其在工件上形成一个通孔，然后以这个通孔为起点采用较小功率激光完成轨迹切割，因此在预穿孔阶段会产生更多烟尘。

17、3、加工效率：单从激光切割环节来看，改进后的激光切割效率并不高，因为在预穿孔阶段需要取下割嘴，在轨迹切割阶段又要割装上嘴，导致切割效率稍低，但因采用该分体式激光切割头的工件表面没有烟尘附着，后道省去清洗和烘干流程，因此工件的整体加工效率更高，同时还节省了清洗和烘干流程中的设备、人力以及污水处理的投入，降低成本。

18、本实用新型相比现有技术有如下优点：

19、本实用新型提供的分体式激光切割头通过带有环形电磁铁的切割头本体实现切割头本体与割嘴的连接或分离，并通过设置环形电磁铁的割嘴停靠站实现切割头本体与割嘴分离时的割嘴的放置，在激光切割的预穿孔阶段使切割头本体与割嘴分离，由切割头本体直接进行预穿孔作业，减少预穿孔时辅助气体气压，避免高压气体带动烟尘冲击工件表面，在激光轨迹切割阶段使切割头本体与割嘴连接，由带割嘴的切割头本体进行轨迹切割，此时辅助气体带动烟尘从预穿孔形成的通孔排出，确保工件表面洁净。

1.一种分体式激光切割头，其特征在于：该激光切割头包括能够同轴组装的切割头本体（1）和割嘴（2），在切割头本体（1）的底部固定套置有第一环形电磁铁（11）、在割嘴（2）的顶部设置有环形外延（211）且第一环形电磁铁（11）的底面与环形外延（211）的顶面相适配，通过电气控制使第一环形电磁铁（11）产生磁力以吸附环形外延（211），由环形外延（211）带着割嘴（2）整体吸附到切割头本体（1）下端并实现切割头本体（1）和割嘴（2）的同轴连接；第一环形电磁铁（11）的磁力消失、则切割头本体（1）和割嘴（2）能够分离。

2.根据权利要求1所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述割嘴（2）的外围固定套设有割嘴套筒（21），环形外延（211）布置在割嘴套筒（21）的圆周上。

3.根据权利要求2所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述的割嘴套筒（21）相对环形外延（211）具有上凸部分且该上凸部分能够嵌入第一环形电磁铁（11）处的切割头本体（1）的内腔中。

4.根据权利要求3所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述上凸部分的下部为坡面结构，该坡面结构便于上凸部分嵌入切割头本体（1）的内腔中。

5.根据权利要求3所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述割嘴（2）的上沿低于割嘴套筒（21）的上沿且割嘴（2）的上沿高于环形外延（211）的上平面。

6.根据权利要求1所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述环形外延（211）的上平面配置有顶部定位凸起且第一环形电磁铁（11）的底部配置有底部定位凹槽。

7.根据权利要求1-6任一所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述的激光切割头配置一割嘴停靠站（3），在割嘴停靠站（3）的肩部配置一第二环形电磁铁（31），该第二环形电磁铁（31）的上表面与环形外延（211）的底面相适配，第一环形电磁铁（11）工作时的激光切割头的割嘴（2）落入第二环形电磁铁（31）的内腔中且环形外延（211）的底面落在第二环形电磁铁（31）的上表面上，通过电气控制使第一环形电磁铁（11）的磁力消失、且通过电气控制使第二环形电磁铁（31）产生磁力以吸附环形外延（211），使得割嘴（2）留在割嘴停靠站（3）处且切割头本体（1）能够离开。

8.根据权利要求2-5任一所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述的割嘴套筒（21）相对环形外延（211）具有下伸部分且该下伸部分能够嵌入套置第二环形电磁铁（31）的割嘴停靠槽的内腔中。

9.根据权利要求8所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述下伸部分的顶部为倒锥面结构，该倒锥面结构便于下伸部分嵌入割嘴停靠槽的内腔中。

10.根据权利要求7所述的分体式激光切割头，其特征在于：所述第二环形电磁铁（31）的上部配置有顶部定位凹槽且环形外延（211）的下平面配置有底部定位凸起。