专利名称：具有用于激光振荡器和激光头的公共气体源的激光加工设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用激光束进行焊接、切割等等的领域，更具体地，涉及具有从同一气体源(具体地，氮气源)供给的激光振荡器、光路和激光头的激光加工设备。
背景技术：
如图I和2中所示，在CO2型激光器的操作期间，即用激光振荡器I产生激光束，用光路或腔2传输光束并且用激光头3聚焦光束到一个或多个部件上，以两种方法进行气体供给，即 —方面，用于激光切割的如氮气、氧气或其混合物或者在激光焊接中的如氩、氦、氮气或其混合物的所谓的“过程”气体，通常来自“体(bulk)”类型的源或者供给，也就是说大容量的存储库9，或者容器类型，也就是说限定容量的气体保持容器，典型地为气瓶。这些“过程”气体主要提供给聚焦头，但是还可能提供给激光的光路。然而，应该注意到，还可以向光路提供压缩空气。文献US-A-2006/088073教导了此类型的激光设备。另一方面，供给激光装置的振荡器I并且因此其被用于产生激光束的诸如氮气的所谓的“激射”气体总是来自于容器类型的供给或者源，也就是说气瓶11，因为激射气体必须具有很高的纯度，即体积纯度一般地至少为99. 999%。文献US-A-6，215，808教导了具有多个振荡器的此类型的激光设备。目前，在工业级中出现的问题是，当用作过程气体和激射气体的气体是相同类型时，例如氮气，使用了相同气体的两个单独的供给，如在图I和2中所示，为了满足确定的纯度规格，即，用于激射气体的一个必需的“容器”类型的供给，和用于处理气体的另一“体”型的供给。然而，这导致激光设备更复杂并且因此对使用者来说导致额外的成本和操作时间的损失。另外，其还必须提供专用气瓶，该气瓶的位置不能移动并且仅用于供给激光振荡器
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发明内容
本发明的一个方面是提供此问题的解决方法。更具体地，本发明涉及一种激光加工设备，该设备包括激光振荡器，用于产生激光束；激光头，由所述激光束通过；光路，用于在所述激光振荡器和所述激光头之间传输所述激光束，以及气体源，通过主气体管路流体连接到所述激光头，其特征为，其还包括将所述气体源流体连接到所述激光振荡器的二级管路。换句话说，根据本发明，诸如用于储存气体或液体形式的气体的库的大容量公共气体源供给用于机械加工的激光头和用于产生激光束的激光振荡器。应该强调“激光加工”意味着焊接、切割、标记或者其它使用激光束的工作。根据情况，本发明的设备可以具有下列特征的一个或多个
所述气体源是具有至少900升，优选至少3000升，更优选至少7500升的容量的储存库。其包括气体膨胀(expansion)装置，沿所述二级管路设置并能够在来自所述气体源的气体被引入所述振荡器之前减少所述气体的所述压力。所述气体源是液氮储存库。所述气体源通过所述主管路流体连接到所述激光头和所述光路。所述设备包括设置在所述气体源和所述主管路或者所述二级管路之间的气体蒸发器(vaporizer)。换句话说，热交换器(又称为蒸发器)被设置在库出口处，并且能够蒸发来自库的液氮，并且因此获得随后在主管路和二级管路中输送的气态氮。 沿着二级管路和/或沿主管路设置气体净化装置，其包括能够并被设计为除去选自水蒸气、烃和氧的至少一种杂质的过滤器或者吸收剂。这样的器件可以满足安全装置的功能，使得可以确保气体的纯度总是被符合。还向所述振荡器提供来自一个或多个气瓶的至少CO2和氦或者CO2Afe混合物。所述激光振荡器是CO2类型。所述激光振荡器、所述光路和所述激光头位于建筑物内部，并且所述气体源位于所述建筑物外部。本发明还涉及一种用于为激光加工设备提供来自气源的气体的方法，所述激光加工设备包括激光振荡器、激光头和用于在所述激光振荡器和所述激光头之间传输所述激光束的光路，其中a)来自所述气体源的所述气体中的一些在将所述气体源连接到所述激光头的主管路中和在将所述气体源连接到所述振荡器的二级管路中传送，以及b)向所述激光头供给来自所述主管路的气体，其特征为，向所述振荡器提供来自所述二级管路的气体。根据情况，本发明的方法可以具有下列特征的一个或多个来自所述主管路的气体被引入到所述光路中。所述气体是氮气，优选以液态形式储存。在所述气体被引入到所述光路、所述振荡器和/或所述激光头中或者进入光路之前调节所述气体的所述压力。更具体地，在所述气体被引入到振荡器或者光路前减小气体的压力。所述气体源是具有至少900升，优选至少3000升，的容量的储存库。还向所述振荡器提供来自一个或多个气瓶的氦气和CO2或者CO2Afe混合物。除去容易在气体中存在的至少一些氧气、烃和水蒸气类型的杂质，以便确保高纯度气体被引入到振荡器，具体地。被引入到振荡器的氮气具有至少99. 999%的体积纯度。氮从液态形式的气体源引出，然后蒸发。
现在通过下面参考附图提供的实施例的描述将更清楚的理解本发明，其中图I和2示出了根据现有技术的CO2类型的激光设备；以及
图3和4示出了根据本发明的激光设备。
具体实施例方式图I和2根据现有技术示出了使用CO2类型的激光束工作的例如用于激光切割或者激光焊接的设备的示意图。可以看出，CO2类型的激光发生器或者振荡器I可以产生激光束并随后通过光路或者腔2传输到激光头3，在激光头3处，其被聚焦透镜4或者聚焦反射镜(在激光焊接中，反射镜具有引导和聚焦透镜的目的)等等聚焦到要加工的一个或多个部件6的厚度中或者表面附近。为了简化目的，下面假设光学聚焦装置是透镜4。透镜4可以具有单个焦点，即，单焦点透镜,或者其可以是多焦点,例如双焦点，也就是说光束聚焦到两个不同的焦点。
透镜4使得光路2与激光头3机械地并流体隔离，因为其中的主要压力通常不相同。通过三个激射气体的气瓶11供给激光振荡器I,例如LASAL 商标的氮气I、LASAL 商标的二氧化碳(CO2) 2和LASAL 商标的氦气4 ；LASAL 商标的气体由L’ AirLiquide销售。在一些情况中，还可以用包含氮(N2)、氦和CO2或者如CO的其它成分的气态预混物供给振荡器。另外体”类型的氮气储存库9,其出口流体连接到蒸发器(vaporizer)或热交换器10，使得可以通过一个或多个气体管路8向激光头3和光路2提供氮气并且分别提供给专用入口 13、12。入口 13、12 —般地位于气体供给柜5中，如图2中所示。如图2所示，通常通过可以相对于其上设置要加工的一个或多个部件的加工台I相对移动的杆14承载激光头3，所有的这些都被设置在保护壳15中。此类型的常规设备存在其供气复杂的问题。本发明的目的是以图3和4中示出的方式简化图I和2的设备的构造。应该指出，没有被修改的这些设备的部件没有必要在下面描述，关于它们的所有细节将参考附图I和2并且参考上面给出的解释。如在图3中所示，根据本发明，不再使用来自激射气瓶11的氮气而是直接从液氮存储器9供给CO2型的发生器或者激光振荡器，一般地指通常称为CO2激光源，该激光源通过使用压缩激射气体，即，氮气、氦气和CO2产生激光束,如图I和2中所示。在每一个都包含这些气体的气瓶11或者包含气体预混物的气瓶的帮助下，如前所述执行其它激射气体(即，CO2和氦)的供给，最后的混合物的成分依赖于使用的激光。气瓶11还装备有流量和/或压力调节器(具体地是具有集成的扩散器和压力表的旋塞阀(tap valve))以及用于保护所述调节构件保护外壳。因此，根据本发明，液氮储存库9可以用所述储存库9的“体”氮即供给激光头3又供给振荡器I以及可选地供给光路2，该“体”氮以液态形式输出并且在蒸发器10中蒸发，之后在一方面通过线8传输到激光头3并且另一方面通过与线8连接的称为线8的支线的附加的线18传输到激光振荡器I。可选地，一些氮气还可以在用于恢复激光振荡器I的出口处的激光束的光路2中输送，然后将其输送到包括激光嘴和例如透镜或聚焦反射镜的聚焦装置4的激光头3。因此，当激光束在激光头内被聚焦后，激光束穿过激光头3，之后到达将被焊接或切割的一个或多个部件6，例如，头3供给有来自库9的氮气。典型地由具有诸如反射镜和/或透镜的光学元件的通路形成光路2。优选气体源或者库线路是大容量的储存库，也就是说具有至少900升，优选至少3000升的氮气容量。典型地，此库I位于建筑物的外部，建筑物中安装了设备的剩余部分，即，基本上的激光发生器I、光路2和激光头3以及其上具有将加工的一个或多个部件6的支撑台7以及保护壳15。这是因为，当大容量库9为空的或接近空的时,通过用由罐车(tanker)就地带来的氮气填充库9或者通过用另一个满库替代(特别地，如果库是“游动(ranger)”类型的移 动库)，随后可以容易地填充大容量库9。假设在光路2、激光头3和激光振荡器I中的气体的工作压力通常不同，优选沿着主管路8和/或沿着二级管路18提供一个或多个气体膨胀装置20，例如气体膨胀器。膨胀装置20应被设计为并且能够减小在主管路8或者二级管路18中流动的气体在被引入到光路2、头3或者振荡器I中之前的压力。典型地，通过主管路8输送的气体具有在15和32巴之间的相对压力，例如具有约25巴，而在光路中，气体处于过压状态，目的是防止空气中的颗粒进入。激光振荡器的供给具有在I和15巴之间的相对压力。另外，图4类似于图3，除了设备还包括如过滤器的净化装置21的事实之外，净化装置沿第二管路18设置，优选在膨胀器20和振荡器I的入口之间以便能够确保引入到振荡器I的具有高纯度的激射气体，即，氮气。
权利要求
1.一种激光加工设备,包括 激光振荡器(I )，用于产生激光束， 激光头(3)，由所述激光束通过， 光路(2 )，用于在所述激光振荡器(I)和所述激光头(3 )之间传输所述激光束，以及 气体源(9)，通过主气体管路(8)流体连接到所述激光头(3)， 其特征为，还包括将所述气体源(9 )流体连接到所述激光振荡器(I)的二级管路(18 )。
2.根据前述权利要求的设备，其特征为，所述气体源(9)是具有至少900升，优选至少3000升，的容量的储存库。
3.根据前述权利要求中的一项的设备，其特征为，包括沿所述二级管路(18)设置的气体膨胀装置(20 )，所述气体膨胀装置(20 )能够在来自所述气体源(9 )的气体被引入所述振荡器(I)之前减少所述气体的压力。
4.根据前述权利要求中的一项的设备，其特征为，所述气体源(9)是液氮储存库。
5.根据权利要求3和4中的一项的设备，其特征为，所述气体源(9)通过所述主管路(8 )流体连接到所述激光头(3 )和所述光路(2 )。
6.根据权利要求3到5中的一项的设备，其特征为，包括设置在所述气体源(9)和所述主管(8)或者所述二级管路(18)和/或气体净化装置(11)之间的气体蒸发器(10)，所述气体净化装置(11)包括能够并被设计为除去选自水蒸气、烃和氧的至少一种杂质的过滤器或者吸收剂。
7.根据前述权利要求中的一项的设备，其特征为，所述振荡器(I)还被供给有来自一个或多个气瓶(Ii)的至少CO2和氦或者CO2Afe混合物。
8.根据前述权利要求中的一项的设备，其特征为，所述激光振荡器具有CO2类型。
9.根据前述权利要求中的一项的设备，其特征为，所述激光振荡器(I)、所述光路(2)和所述激光头(3 )位于建筑物内部，并且所述气体源(9 )位于所述建筑物外部，优选所述气瓶在所述建筑物内部。
10.一种用于为激光加工设备供给来自气体源(9)的气体的方法，所述激光加工设备包括激光振荡器(I)、激光头(3)和用于在所述激光振荡器(I)和所述激光头(3)之间传输所述激光束的光路(2)，其中 a)来自所述气体源(9)的所述气体中的一些在将所述气体源(9)连接到所述激光头(3)的主管路(8)和将所述气体源(9)连接到所述振荡器(I)的二级管路(18)中传送，以及 b)向所述激光头(3)供给来自所述主管路(8)的气体， 其特征为，向所述振荡器供给来自所述二级管路(18)的气体。
11.根据权利要求10的方法，其特征为，来自所述主管路(8)的气体被引入到所述光路(2)中。
12.根据权利要求11的方法，其特征为，所述气体是氮气。
13.根据权利要求11或12的方法，其特征为，在所述气体被引入到所述光路(2)、所述振荡器(I)和/或所述激光头(3)中之前调节所述气体的所述压力。
14.根据权利要求11到13中的一项的方法，其特征为，所述气体源是具有至少900升，优选至少3000升，的容量的储存库。
15.根据权利要求11到14中的一项的方法，其特征为，还向所述振荡器(I)供给来自一个或多个气瓶(11)的氧气和CO2 或者CO2Afe混合物。
全文摘要
本发明涉及一种激光加工设备，包括激光振荡器(1)，用于产生激光束；激光头(3)，由所述激光束通过；光路(2)，用于在所述激光振荡器(1)和所述激光头(3)之间传输所述激光束；以及气体源(9)，通过主气体管路(8)流体连接到所述激光头(3)。此外，二级管路(18)将所述气体源(9)流体连接到所述激光振荡器(1)。所述设备因此包括用于所述激光振荡器(1)和头(3)的公共气体源。所述气体优选为氮气。
文档编号H01S3/036GK102762334SQ201180009706
公开日2012年10月31日 申请日期2011年1月21日 优先权日2010年2月16日
发明者C·贝尔特兹, F·尼布, O·马蒂勒 申请人:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司