Устройство для лазерной обработки материалов

 

Устройство может быть использовано для сварки, пайки и резки световым и лазерным лучами. Устройство содержит источник лазерного излучения с фокусирующей оптической системой. Источник предварительного подогрева поверхности обрабатываемого материала содержит заключенный в корпус отражатель с отверстием в его торце для прохождения лазерного луча. Ось отверстия пересекает оптическую ось отражателя в его рабочем фокусе. В излучающем фокусе отражателя установлены электроды. Световод соединяет лазерный источник излучения с фокусирующей оптической системой. Вмонтированный в корпус над отражателем патрубок с кварцевым иллюминатором и закрепленное в корпусе зеркало установлены с возможностью направления лазерного луча в упомянутое отверстие. Такое выполнение устройства позволяет улучшить энергетические и эксплуатационные характеристики и, как следствие, повысить эффективность его работы. 1 ил.

Изобретение относится к светолазерной обработке материалов, в частности к устройству для сварки, пайки и резки световым и лазерным лучами. Данное изобретение может быть использовано для сварки металлов и других видов термической обработки.

Известно устройство для светолазерной обработки, содержащее источник лазерного излучения с фокусирующей оптической системой и источник предварительного подогрева обрабатываемого материала, состоящий из отражателя, в зоне излучающего фокуса которого установлены электроды /1/.

Известно устройство для лазерной обработки материалов, содержащее источник лазерного излучения с фокусирующей оптической системой и источник предварительного подогрева обрабатываемого материала, состоящий из отражателя, в излучающем фокусе которого установлены электроды. Устройство содержит световод, один конец которого соединен с источником лазерного излучения, а другой с фокусирующей оптической системой. В боковой поверхности отражателя выполнено отверстие для прохождения лазерного луча /2/.

Недостатком известных устройств является то, что лазерный луч поступает с боковой стороны отражателя и лазерный луч проходит через излучающий фокус, что приводит к большей вероятности перегрева катода и выхода его из строя, а также имеются потери лазерного излучения за счет поглощения его в плазме дугового разряда. При выполнении отверстия для прохождения лазерного луча в боковой поверхности отражателя может быть нарушена герметичность рубашки охлаждения.

Недостаток известных устройств состоит также в том, что фокусирующая оптическая система/объектив/ находится в герметичном корпусе, что исключает возможность юстировки лазерного луча относительно излучающего фокуса отражателя, а это в свою очередь не гарантирует совмещения лазерного луча и светового в рабочем фокусе.

Задача изобретения - повышение эффективности работы устройства.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для лазерной обработки материалов, содержащее источник лазерного излучения с фокусирующей оптической системой, источник предварительного подогрева поверхности обрабатываемого материала, состоящий из заключенного в корпус отражателя с отверстием для прохождения лазерного луча, в излучающем фокусе которого установлены электроды, световода, соединяющего лазерный источник излучения с оптической фокусирующей системой, снабжено патрубком с кварцевым иллюминатором, вмонтированным в корпус над отражателем, зеркалом, закрепленным в корпусе с возможностью перемещения, отверстие выполнено в торце отражателя, ось отверстия пересекает оптическую ось отражателя в рабочем фокусе, при этом патрубок с кварцевым иллюминатором и зеркало установлены с возможностью направления лазерного луча в упомянутое отверстие.

Наличие патрубка, вмонтированного в корпус над отражателем, зеркала, установленного у корпуса с возможностью перемещения, позволяет передавать лазерный луч с торца отражателя, не нарушая герметичность рубашки охлаждения. При этом луч лазера идет под малым углом относительно оси отражателя. При больших углах наклона происходит отражение луча в сторону от пятна. Подавая луч лазера через верхний торец отражателя, можно менять направление линии нагрева, не поворачивая вокруг оси устройство.

Устройство для лазерной обработки материалов поясняется чертежом.

Устройство для лазерной обработки материалов содержит отражатель 1, заключенный в корпус 2. Внутри отражателя 1 расположены электроды - анод 3 и катод 4. За отражателем 1 расположен источник лазерного излучения 5. Устройство содержит световод 6, фокусирующую оптическую систему-объектив 7 и патрубок 8 с иллюминатором 9. В торце отражателя 1 выполнено отверстие 10 для прохождения лазерных лучей. В корпусе 2 закреплено зеркало 11 с возможностью перемещения. В устройстве предусмотрен механизм перемещения 12 катода 4 для поджига дуги и механизм юстировки 13 для совмещения дугового промежутка с излучающим фокусом F отражателя 1. Отверстие 10 в отражателе 1 выполняется таким образом, чтобы ось отверстия пересекалась с осью отражателя 1 в рабочем фокусе F отражателя 1. В устройстве предусмотрен прозрачный экран 14 и защитное стекло 15.

Устройство для лазерной обработки материалов работает следующим образом.

Обрабатываемое изделие устанавливают в рабочем фокусе F отражателя 1, включают источник питания, осуществляют юстировку дугового промежутка относительно излучающего фокуса F отражателя 1, возбуждают дугу между электродами 3 и 4, перемещая катод 4 в сторону анода 3 и обратно, возбуждают генерацию лазера 5 и выводят их на рабочий режим. Излучение лазера 5 проходит через световод 6, объектив 7, расположенный у торца патрубка 8, через иллюминатор 9 попадает на зеркало 11 и, отражаясь от него, проходит через отверстие 10 и, нигде больше не отражаясь, попадает в рабочий фокус F отражателя 1. В этой точке суммируются лучи двух источников излучения и формируют на обрабатываемом изделии пятно нагрева высокой плотности. Световой луч, полученный в результате дугового разряда, попадает на внутренние стенки отражателя и, отражаясь от них, концентрируется в рабочем фокусе отражателя.

Предложенное устройство имеет улучшенные энергетические и эксплутационные характеристики, и в связи с этим повышается эффективность его работы.

Источники информации 1. Патент РФ N 2067040, кл. В 23 К 1/005, 27.09.94.

2. РСТ N/59758, В 23 К 28/00, 25.11.99.

Формула изобретения

Устройство для лазерной обработки материалов, содержащее источник лазерного излучения с фокусирующей оптической системой, источник предварительного подогрева поверхности обрабатываемого материала, состоящий из заключенного в корпус отражателя с отверстием для прохождения лазерного луча, электродов, установленных в излучающем фокусе отражателя, световода, соединяющего лазерный источник излучения с фокусирующей оптической системой, отличающееся тем, что оно снабжено патрубком с кварцевым иллюминатором, вмонтированным в корпус над отражателем, зеркалом, закрепленным в корпусе с возможностью его перемещения, при этом отверстие выполнено в торце отражателя, его ось пересекает оптическую ось отражателя в его рабочем фокусе, а патрубок с кварцевым иллюминатором и зеркало установлены с возможностью направления лазерного луча в упомянутое отверстие.

РИСУНКИ

Рисунок 1