申请/专利权人：苏州迅镭激光科技有限公司

申请日：2019-01-25

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109773350B

主分类号：B23K26/38

分类号：B23K26/38;B23K26/14;B23K26/146

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.06.14#实质审查的生效;2019.05.21#公开

摘要：本发明公开了一种激光切割头气冷散热装置，其包括切割头安装板、固定在所述切割头安装板上的水冷铝块、贴合设置在所述水冷铝块上且与所述切割头安装板固定连接的激光切割头本体、设置在所述激光切割头本体一侧的涡旋冷气枪、以及环绕所述激光切割头本体下部的光束外筒设置的气冷螺旋管，所述气冷螺旋管的气冷进气口与所述涡旋冷气枪的出气口管道连通，所述水冷铝块内设置有冷却循环铜管。本发明能快速散热，以提高切割头工作的稳定性；具有冷却效果好、长期工作稳定的优点。

主权项：1.一种激光切割头气冷散热装置，其特征在于：其包括切割头安装板、固定在所述切割头安装板上的水冷铝块、贴合设置在所述水冷铝块上且与所述切割头安装板固定连接的激光切割头本体、设置在所述激光切割头本体一侧的涡旋冷气枪、以及环绕所述激光切割头本体下部的光束外筒设置的气冷螺旋管，所述气冷螺旋管的气冷进气口与所述涡旋冷气枪的出气口管道连通，所述水冷铝块内设置有冷却循环铜管；所述冷却循环铜管有一进水口、一出水口，所述进水口通过管道与冷却装置连通，经过所述冷却循环铜管流经所述水冷铝块对所述激光切割头本体背部散热后由所述出水口流出回到所述冷却装置中；所述水冷铝块与所述切割头安装板贴合的表面上设置有收纳通槽，所述冷却循环铜管设置在所述收纳通槽内；所述冷却循环铜管与所述收纳通槽之间的缝隙中填充有导热材料；所述收纳通槽的封闭平面和所述水冷铝块的对应平面这两个面通过打磨或者飞面工艺处理融合成一个平面。

全文数据：一种激光切割头气冷散热装置【技术领域】本发明属于激光设备技术领域，特别是涉及一种激光切割头气冷散热装置。【背景技术】随着激光技术的不断发展，越来越成熟的激光技术应用在各个领域，例如，激光打标、激光打印、激光切割、激光焊接、激光测距等，激光具有方向性强、高亮度和能量集中的特点，因此，激光光源在工作中往往会产生大量的热量，如不及时将热量散发，将会影响激光光源及相关工作元器件的工作寿命及工作效率，甚至将可能导致激光光源及相关工作元器件的烧毁。激光切割是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。由于激光所携带的功率密度较大，当激光照射在反射镜和聚焦透镜上时，即使反射镜和聚焦透镜只吸收极少部分激光的能量，但是还是会导致反射镜、聚焦透镜和通光管发热。尤其是在激光头长时间工作时，会导致通光管温度升高，对聚焦透镜和反射镜造成损害。目前，现有的激光切割头缺乏良好的散热结构，尤其是高功率的激光切割头，急需一种激光切割头气冷散热装置来解决上述问题。【发明内容】本发明的主要目的在于提供一种激光切割头气冷散热装置，能快速散热，以提高切割头工作的稳定性；具有冷却效果好、长期工作稳定的优点。本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种激光切割头气冷散热装置，包括水冷铝块、涡旋冷气枪和气冷螺旋铜管，所述水冷铝块位置在激光切割头后部，与切割头安装板连接在一起，内部铣出S型凹槽，形成水路循环，对激光切割头背面部分有冷却效果，预留一个进水口和出水口，所述涡旋冷气枪，是一种高效便捷的冷却枪，压缩空气进去冷却枪，利用涡流管原理，能一端产生高温气体，一端产生低温气体，用气冷螺旋管连接低温气体口即可得到所需的冷气，所述气冷螺旋管，是包裹在激光切割头处，顶端与气冷枪的冷气输出口相连，中间呈螺旋状，包裹在切割头部，以便更好地冷却，由于切割时大部分的热量都集中在切割头下面部分，所以螺旋管密集螺旋向下，密集度高可更好地持续散热。与现有技术相比，本发明一种激光切割头气冷散热装置的有益效果在于：设置有两个模块的冷却机制，第一部分由水冷机经由管路到水冷铝块进水口进过内部循环带走热量，从出水口出去经由管路回到水冷机，完成水路冷却循环，整体水路循环对切割头背部进行冷却；第二部分是有空压机压缩空气，由气管到涡旋冷气枪，涡旋冷气枪将热气散发，冷气由气管进如气冷螺旋管中，螺旋管状的铜管能迅速带走切割头散发的热量，对切割头进行散热冷却，两种冷却分开对切割头背面和切割头部分进行冷却，能快速冷却，保证切割头在长期工作中的稳定性。【附图说明】图1为本发明实施例的结构示意图；图2为本发明实施例中水冷铝块与冷却循环铜管的结构示意图；图中数字表示：100激光切割头气冷散热装置；1涡旋冷气枪；2切割头安装板；3冷却循环铜管；4水冷铝块；5激光切割头本体；6气冷螺旋管；7激光喷嘴；8光束外筒；A进水口；B出水口；C进气口；D出气口；E气冷进气口；F气冷出气口。【具体实施方式】实施例：请参照图1-图2，本实施例为激光切割头气冷散热装置100，其包括切割头安装板2、固定在切割头安装板2上的水冷铝块4、贴合设置在水冷铝块4上且与切割头安装板2固定连接的激光切割头本体5、设置在激光切割头本体5一侧的涡旋冷气枪1、以及环绕激光切割头本体5下部的光束外筒8设置的气冷螺旋管6，气冷螺旋管6的气冷进气口E与涡旋冷气枪1的出气口D管道连通，水冷铝块4内设置有冷却循环铜管3。冷却循环铜管3有一进水口A、一出水口B，进水口A通过管道与冷却装置连通，经过冷却循环铜管3流经水冷铝块4对激光切割头本体5背部散热后由出水口B流出回到所述冷却装置中。涡旋冷气枪1的进气口C与一气源连通。涡旋冷气枪1利用压缩空气，通过涡流管的转换，一端产生冷气，一端产生热气，降温温差可达到40-45℃，热气从散热口散出，冷气即为需要的冷却剂，使用环保方便，固定时无需紧固件，其下部有磁铁，可以吸附在含铁的金属上，这样便可调整吸附位置，安装、拆卸、使用非常方便。切割头安装板2，用于安装固定水冷铝块4和激光切割头本体5。水冷铝块4与切割头安装板2贴合的表面上设置有来回弯曲的收纳通槽图中未标识，冷却循环铜管3设置在收纳通槽内，冷却循环铜管3与收纳通槽之间的缝隙中填充有导热材料图中未标识。水冷铝块4与冷却循环铜管3采用埋弧焊接工艺将冷却循环铜管3与水冷铝块4焊接在一起，在制作时，必须控制两者之间的缝隙，否则会影响散热甚至出现漏水的情况，水冷铝块4与冷却循环铜管3焊接粘合在一起，然后填充导热材料后，需要对收纳凹槽5的封闭平面和水冷铝块4的对应平面这两个面进行打磨或者飞面工艺处理，使其融合成一个面，融合之后的平面，要平整无缝隙，才能正常散热，否则会影响散热。激光切割头本体5，激光切割头在工作时，由于激光所携带的功率密度较大，往往会产生大量的热量，尤其是在万瓦级以上的激光切割头，会产生相当高的热量，如不及时散热可能将会影响激光光源及相关工作元器件的工作寿命及工作效率。气冷螺旋管6包裹在激光切割头1的光束外筒8外表面，一端的气冷进气口E连通涡旋冷气枪1的出气口D，经内部气体流动带走热量，达到散热的效果。气冷螺旋管6呈螺旋状环绕，内径大于光束外筒8的直径，便于套在切割头上。由于切割时大部分的热量都集中在切割头下面部分，所以螺旋管密集螺旋向下，密集度高可更好地持续散热。在激光切割头本体5的末端设置有激光喷嘴7，提高切割质量，切割精度。结合上述，本实施例冷却散热的运行流程主要为两部分：第一部分，冷却水经由水冷装置通过管路，从进水口A进入冷却循环铜管3，在水冷铝块4内部流通，对激光切割头本体5背部进行冷却散热，再由出水口B出去，由管路回到水冷装置；第二部分是由空压机将空气压缩经由管路，经气冷进气口E进入涡旋冷气枪1的内部，经内部螺旋管后，变成冷热两股气流，热气流从涡旋冷气枪1自身散热口散出，冷气流从冷却出气口排出，降温效果可达40-45℃，经气管接入安装在激光切割头本体5下部分的气冷螺旋管6内，螺旋铜管内部冷气体流通，能迅速带走热量，快速散热，两种冷却方式结合在一起，可达到良好的散热效果，保证切割头能长期工作中保证稳定的。以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种激光切割头气冷散热装置，其特征在于：其包括切割头安装板、固定在所述切割头安装板上的水冷铝块、贴合设置在所述水冷铝块上且与所述切割头安装板固定连接的激光切割头本体、设置在所述激光切割头本体一侧的涡旋冷气枪、以及环绕所述激光切割头本体下部的光束外筒设置的气冷螺旋管，所述气冷螺旋管的气冷进气口与所述涡旋冷气枪的出气口管道连通，所述水冷铝块内设置有冷却循环铜管。2.如权利要求1所述的激光切割头气冷散热装置，其特征在于：所述冷却循环铜管有一进水口、一出水口，所述进水口通过管道与冷却装置连通，经过所述冷却循环铜管流经所述水冷铝块对所述激光切割头本体背部散热后由所述出水口流出回到所述冷却装置中。3.如权利要求1所述的激光切割头气冷散热装置，其特征在于：所述涡旋冷气枪的气冷进气口与一气源连通。4.如权利要求1所述的激光切割头气冷散热装置，其特征在于：所述水冷铝块与所述切割头安装板贴合的表面上设置有收纳通槽，所述冷却循环铜管设置在所述收纳通槽内。5.如权利要求4所述的激光切割头气冷散热装置，其特征在于：所述冷却循环铜管与所述收纳通槽之间的缝隙中填充有导热材料。6.如权利要求5所述的激光切割头气冷散热装置，其特征在于：所述收纳凹槽的封闭平面和所述水冷铝块的对应平面这两个面通过打磨或者飞面工艺处理融合成一个平面。7.如权利要求1所述的激光切割头气冷散热装置，其特征在于：在所述激光切割头本体的末端设置有激光喷嘴。

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