FR2648737A1 - DEVICE FOR A POWER LASER - Google Patents

Abstract

Dispositif pour un laser de puissance qui comporte, à la sortie, un système optique de focalisation qui courbe le rayon laser le long d'un axe longitudinal géométrique 11 comportant un piège 13 monté en aval du système de focalisation, pour des particules projetées depuis le piège d'ouvrage vers le système de focalisation, lequel piège 13 est essentiellement coaxial à l'axe longitudinal 11, présente une paroi d'enveloppe 16 et une paroi de fond 17, une buse d'entrée 19 pour le gaz et présente dans la paroi de fond 17, un évidement 22 coaxial pour la sortie du rayon laser et du gaz, caractérisé en ce que la buse d'entrée constitue avec la paroi d'enveloppe 17 un générateur d'un moment cinétique.Device for a power laser which comprises, at the output, a focusing optical system which curves the laser beam along a geometric longitudinal axis 11 comprising a trap 13 mounted downstream of the focusing system, for particles projected from the work trap towards the focusing system, which trap 13 is essentially coaxial with the longitudinal axis 11, has a casing wall 16 and a bottom wall 17, an inlet nozzle 19 for the gas and present in the bottom wall 17, a coaxial recess 22 for the exit of the laser beam and of the gas, characterized in that the inlet nozzle constitutes with the envelope wall 17 a generator of kinetic moment.

Description

[ La présente invention concerne un dispositif pour un laser de puissance[The present invention relates to a device for a power laser

qui comporte, la sortie, un système optique de focalisation qui courbe le rayon laser le long d'un axe longitudinal géométrique, comportant un piège, monté en aval du système de focalisation, pour des particules projetées depuis la pièce d'ouvrage vers le système de focalisation, lequel piège est essentiellement  which comprises, at the outlet, an optical focusing system which curves the laser beam along a geometric longitudinal axis, comprising a trap, mounted downstream of the focusing system, for particles projected from the workpiece towards the system focusing, which trap is essentially

coaxial % l'axe longitudinal, présente une paroi d'en-  coaxial% the longitudinal axis, has an end wall

veloppe et une paroi de fond, une buse d'entrée pour le gaz et présente dans la paroi de fond, un évidement  veloppe and a bottom wall, an inlet nozzle for the gas and present in the bottom wall, a recess

coaxial pour la sortie du rayon laser et du gaz.  coaxial for the exit of the laser beam and gas.

Le plus souvent, ces lasers sont des lasers CO,2 d'une puissance de sortie de quelques kilowatts. Ils sont utilisés principalement pour le soudage, la coupe ou le dépôt de matériaux. Le faisceau lumineux sortant du laser est recueilli, avant la pièce d'ouvrage, par une lentille collectrice qui a, par exemple, une distance focale de 17 cm. Le diamètre de la lentille se situe entre, par exemple, 30 et 50 mm. Les lentilles sont constituées, par exemple, de Zn/Se. Elles coûtent entre 3000 et 6000 francs français environ. Comme on le sait  Most often, these lasers are CO 2 lasers with an output power of a few kilowatts. They are mainly used for welding, cutting or depositing materials. The light beam leaving the laser is collected, before the workpiece, by a collecting lens which has, for example, a focal distance of 17 cm. The diameter of the lens is between, for example, 30 and 50 mm. The lenses consist, for example, of Zn / Se. They cost between 3000 and 6000 French francs approximately. As we know

par le soudage, la coupe, le dépôt ou opérations similai-  by welding, cutting, depositing or the like

res, des projections chaudes partent de la pièce d'ou-  res, hot projections leave the room where

vrage, dans toutes les directions sous forme d'étin-  vrage, in all directions as a spark

celles. L'opération se déroule 5 la manière d'une ex-  those. The operation takes place in the manner of an ex-

plosion. Si l'on soude ou l'on coupe par exemple de  plosion. If you weld or cut for example

l'aluminium, il se forme, sous la couche d'oxyde d'alu-  aluminum is formed under the aluminum oxide layer

minium, une masse fondue recouverte par cette couche.  minium, a melt covered by this layer.

Pendant le laps de temps qui s'écoule jusqu'a ce que cette couche se fissure, il s'établit au-dessous, une pression considérable jusqu' ce que l'aluminium liquide  During the time that elapses until this layer cracks, it builds up underneath, considerable pressure until the liquid aluminum

soit projeté de manière explosive.  be projected explosively.

Dans les opérations mentionnées ci-dessus, on a besoin aussi de gaz, en dehors du faisceau laser. Il peut s'agir dans ce cas de gaz de protection, par exemple d'argon, d'azote qui recouvre le point d'usinage ou il peut s'agir aussi, par exemple, d'oxygène qui peut  In the operations mentioned above, gas is also needed, apart from the laser beam. In this case it may be a protective gas, for example argon, nitrogen which covers the machining point, or it may also be, for example, oxygen which may

renforcer l'effet du faisceau laser sur la pièce d'ou-  enhance the effect of the laser beam on the workpiece

vrage. Les lentilles collectrices au Zn/Se sont très perméables 5 la lumière. Si une particule projetée touche cette lentille, au cours des opérations mentionnées ci-dessus, cette région de la lentille absorbe tant d'énergie du faisceau laser que la lentille est très rapidement détruite. Ceci entraîne toute une série d'inconvénients: il faut faire les frais d'une nouvelle lentille. En outre, pendant l'échange de la lentille, l'outil est a l'arrêt. Pour l'usinage, un arrêt constitue un inconvénient dans la mesure o l'on voit plus tard, sur l'outil, o a eu lieu l'interruption. Les autres  vrage. The Zn / Se collecting lenses are very light permeable. If a projected particle touches this lens, during the operations mentioned above, this region of the lens absorbs so much energy from the laser beam that the lens is very quickly destroyed. This leads to a whole series of drawbacks: you have to pay the price for a new lens. In addition, during the exchange of the lens, the tool is stopped. For machining, a stop constitutes a drawback in that it is seen later, on the tool, where the interruption took place. Others

inconvénients sont connus de l'homme de l'art.  disadvantages are known to those skilled in the art.

Dans les dispositifs du type précité, on sait prévoir un piège contre les particules projetées. On  In devices of the aforementioned type, it is known to provide a trap against the projected particles. We

prévoit parfois dans le piège, des tôles de rebondisse-  sometimes provides in the trap, rebound sheets-

ment contre lesquelles les particules projetées doivent rebondir. D'autre part, selon l'état de la technique, on insuffle dans la cavité du piège, radialement, du gaz, qui s'écoule ensuite dans le piège, vers l'avidement coaxial et vers d'autres évidements non coaxiaux et quitte le piège % cet endroit. Or, on a constaté que le  against which the projected particles must rebound. On the other hand, according to the state of the art, gas is injected into the trap cavity, radially, which then flows into the trap, towards the coaxial recess and towards other non-coaxial recesses and leaves the trap% this place. However, it was found that the

faisceau de gaz radial et le gaz s'écoulant vers l'évi-  radial gas beam and the gas flowing towards the evi-

dement coaxial ne peuvent empêcher que la lentille  dementally coaxial can only prevent the lens

collectrice ne soit endommagée.collector is damaged.

L'invention a pour but d'indiquer une solution permettant d'exclure totalement ou, statistiquement, dans une grande proportion que les particules projetées vers la lentille, travers l'évidement, puissent atteindre celle-ci. Ce but est atteint grace l'invention en ce que la buse d'entrée constitue avec la paroi d'enveloppe un  The invention aims to indicate a solution allowing to exclude completely or, statistically, in a large proportion that the particles projected towards the lens, through the recess, can reach the latter. This object is achieved by the invention in that the inlet nozzle constitutes with the envelope wall a

générateur d'un moment cinétique.  generator of a angular momentum.

Pour atteindre ce but, on produit donc un écoule-  To achieve this goal, we therefore produce a flow-

ment de rotation. On sait qu'en théorie, ce tourbillon a une vitesse de rotation infinie, le long de l'axe longitudinal géométrique. Cette vitesse diminue dans le tourbillon, vers l'extérieur, selon la loi du moment cinétique et à l'extérieur, il tourne plus lentement. En réalité, on n'atteint évidemment pas une vitesse de rotation infinie le long de l'axe longitudinal géométri-  rotation. We know that in theory, this vortex has an infinite speed of rotation, along the geometric longitudinal axis. This speed decreases in the vortex, towards the outside, according to the law of the angular momentum and outside, it turns more slowly. In reality, we obviously do not reach an infinite speed of rotation along the geometric longitudinal axis.

que, à cause du frottement interne. La vitesse de rota-  that, because of the internal friction. The rotational speed

tion élevée suffit toutefois à faire dévier vers l'ex-  However, the high tion suffices to divert towards the ex-

térieur, à partir de l'axe, les particules qui sont projetées le long de l'axe longitudinal géométrique, sous l'effet des forces centrifuges. Même si au début, elles ont exactement suivi l'axe longitudinal géométrique, le déséquilibre et l'asymétrie de leur forme font qu'elles sont aussi déviées vers l'extérieur. A cet endroit, elles peuvent être captées par des tôles de rebondissement, des  At the top, from the axis, the particles which are projected along the geometric longitudinal axis, under the effect of centrifugal forces. Even if at the beginning, they exactly followed the geometric longitudinal axis, the imbalance and asymmetry of their shape mean that they are also deviated towards the outside. At this point, they can be picked up by rebound sheets,

revêtements de paroi souples ou similaires.  flexible wall coverings or the like.

Etant donné que la buse d'entrée est principale-  Since the inlet nozzle is main-

ment tangentielle à la paroi d'enveloppe, elle suscite le tourbillon avec la plus grande partie de l'énergie du gaz. Avec une buse d'entrée disposée tangentiellement à + 20 , on obtient une formation particulièrement bonne du tourbillon, en particulier lorsque la buse d'entrée  tangential to the envelope wall, it causes the vortex with most of the gas energy. With an inlet nozzle arranged tangentially to + 20, a particularly good formation of the vortex is obtained, in particular when the inlet nozzle

est réellement tangentielle.is really tangential.

En prévoyant plusieurs buses d'entrée, on peut engendrer le tourbillon en plusieurs points, par exemple décalés de 180 , de 120 , de 90 et ainsi de suite. Mais  By providing several inlet nozzles, it is possible to generate the vortex at several points, for example offset by 180, 120, 90 and so on. But

on peut aussi - suivant le problème d'usinage posé -  we can also - depending on the machining problem posed -

n'alimenter en gaz qu'une seule buse d'entrée ou encore  supply gas to only one inlet nozzle or

deux et ainsi de suite. On pourrait alors faire fonction-  two and so on. We could then operate-

ner toutes les buses d'entrée si un grand nombre de  ner all the inlet nozzles if a large number of

particules étaient projetées.particles were projected.

En disposant les buses d'entrée > la même hau-  By arranging the inlet nozzles> the same height

teur, le tourbillon se forme régulièrement et on peut en outre réaliser plus facilement la buse d'entrée, sur le plan de sa construction, par exemple dans un anneau de  tor, the vortex forms regularly and it is moreover possible to produce the inlet nozzle more easily, in terms of its construction, for example in a ring of

buses d'entrée.inlet nozzles.

Si les buses d'entrée ont toutes un diamètre différent, on peut produire des tourbillons de moment cinétique différent, pour la même pression de gaz,  If the inlet nozzles all have a different diameter, we can produce vortices of different angular momentum, for the same gas pressure,

suivant la commande de certaines buses d'entrée.  depending on the order of certain input nozzles.

En prévoyant le même diamètre pour toutes les buses d'entrée, on a une fabrication particulièrement  By providing the same diameter for all the inlet nozzles, we have a particularly

simple et un tourbillon de forme idéale.  simple and an ideally shaped swirl.

Selon une autre variante de l'invention, l'évi-  According to another variant of the invention, the evi-

dement coaxial constitue la seule sortie pour un tourbil-  dementally coaxial is the only output for a vortex

lon produit par le générateur de moment cinétique. On  produced by the angular momentum generator. We

obtient ainsi que le sommet du tourbillon tourne particu-  thus obtains that the apex of the vortex turns particularly

lièrement rapidement et que les particules sont projetées  lier quickly and that the particles are projected

vers l'extérieur, dès le début.outward from the start.

Selon une autre variante de l'invention, on prévoit que l'on raccorde y la buse d'entrée une source de gaz qui fournit un gaz, de toute façon nécessaire sur  According to another variant of the invention, provision is made for connecting the inlet nozzle to a source of gas which supplies a gas, in any case necessary on

la pièce d'ouvrage, pendant le fonctionnement du laser.  the workpiece, during the operation of the laser.

De ce fait, on n'a pas besoin d'une source de gaz spé-  Therefore, there is no need for a special gas source.

ciale pour le tourbillon.ciale for the tourbillon.

Le gaz pouvant être un gaz inerte et/ou de l'oxygène, on peut s'adapter ainsi aux types de gaz le  Since the gas can be an inert gas and / or oxygen, it is thus possible to adapt to the types of gas the

plus fréquemment utilisés.most frequently used.

Du fait que la vitesse du gaz sortant de la buse d'entrée est de l'ordre de quelques décamètres/seconde, que le diamètre intérieur caractéristique du piège est de l'ordre de quelques décacentimètres et que le débit du gaz varie de quelques décimètres cubes/heure % la plage  Because the speed of the gas leaving the inlet nozzle is of the order of a few decametres / second, that the characteristic internal diameter of the trap is of the order of a few decacentimeters and that the gas flow rate varies by a few decimeters cubes / hour% the range

inférieure des mètres cubes/heure, on obtient des paramè-  lower cubic meters / hour, we get parameters

tres qui ont été éprouvés avec succès dans la pratique.  very which have been successfully tested in practice.

Si la paroi de fond comporte un dispositif de  If the bottom wall has a

refroidissement, le dispositif lui-même reste suffisam-  cooling, the device itself remains sufficient

ment froid et on peut s'approcher de lui avec une pièce d'ouvrage. En prévoyant que le piège comporte une paroi de fond coaxiale, conique de révolution, on obtient un piège qui n'empêche pas de travailler dans des angles ou des  cold and you can approach him with a piece of work. By providing that the trap has a coaxial bottom wall, conical in revolution, a trap is obtained which does not prevent working at angles or

points difficilement accessibles.hard to reach points.

Si le piège comporte une paroi de fond coaxiale, pratiquement plane, le gaz reste plus longtemps dans la  If the trap has a practically flat coaxial bottom wall, the gas stays longer in the

région à usiner de la pièce d'ouvrage.  region to be machined from the workpiece.

Selon une autre variante de l'invention, on prévoit que la paroi de fond plane comporte un bord de monture coaxiale qui peut entourer la paroi de fond conique et qui est fixée, de manière amovible, dans la région de ce fond. On peut ainsi très rapidement changer de piège, suivant celui qui s'adapte le mieux au type d'usinage. Le piège avec une paroi de fond coaxiale,  According to another variant of the invention, provision is made for the flat bottom wall to have a coaxial mounting edge which can surround the conical bottom wall and which is fixed, in a removable manner, in the region of this bottom. We can quickly change traps, depending on which one best suits the type of machining. The trap with a coaxial bottom wall,

conique de révolution, est pour ainsi dire la construc-  conical of revolution, is, so to speak, the construction

tion de base.basic tion.

Selon une autre variante de l'invention, on  According to another variant of the invention, one

prévoit que le piège, présentant la paroi de fond coni-  provides that the trap, having the bottom wall coni-

que, présente, dans la région de sa paroi d'enveloppe, un filetage sur lequel peut être vissé le bord de monture avec son taraudage. On obtient ainsi un mode de fixation particulièrement simple, sans toucher la région dans  that, in the region of its envelope wall, has a thread on which the frame edge can be screwed with its thread. A particularly simple fixing method is thus obtained, without touching the region in

laquelle on prévoit les buses d'entrée.  which provides the inlet nozzles.

Suivant une autre variante de l'invention, on prévoit que la région du sommet de la paroi de fond conique est logée dans un enfoncement conique ménagé dans la paroi de fond plane. On obtient ainsi, en plus, une autre liaison par concordance de forme, entre la paroi de  According to another variant of the invention, provision is made for the region of the apex of the conical bottom wall to be housed in a conical recess formed in the flat bottom wall. There is thus obtained, in addition, another connection by concordance of shape, between the wall of

fond plane et la paroi de fond conique.  flat bottom and conical bottom wall.

Dans une autre variante de l'invention, on prévoit que le sommet de la paroi de fond conique est  In another variant of the invention, it is provided that the top of the conical bottom wall is

plan, perpendiculairement A l'axe longitudinal géométri-  plane, perpendicular to the longitudinal geometric axis

que et est aligné avec la face inférieure de la paroi de fond plane, lorsque le bord de monture est vissé. De ce fait, la distance à la pièce d'ouvrage ne varie pas, que l'on utilise la paroi de fond conique ou la paroi de fond plane. Diverses autres caractéristiques de l'invention  that and is aligned with the underside of the flat bottom wall, when the frame edge is screwed. Therefore, the distance to the workpiece does not vary, whether using the conical bottom wall or the flat bottom wall. Various other features of the invention

ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui  moreover emerge from the detailed description which

suit.follows.

Une forme de réalisation de l'objet de l'inven-  An embodiment of the object of the invention

tion est représentée, A titre d'exemple non limitatif,  tion is represented, By way of nonlimiting example,

aux dessins annexés.to the accompanying drawings.

La figure 1 est une vue latérale schématique d'un piège avec tourbillon et lentille; La figure 2 est une vue de dessus de la figure 1, mais sans lentille; La figure 3 est une vue en coupe radiale d'un premier élément d'un piège; La figure 4 est une vue de dessus de la figure 3; La figure 5 est une vue en coupe le long de la ligne 5-5 de la figure 6, d'un anneau de buses; La figure 6 est une vue en coupe le long de la ligne 6-6 de la figure 5; La figure 7 est une vue de dessus d'un anneau de couverture; La figure 8 est une vue en coupe radiale d'un élément d'un piège. paroi de fond conique; La figure 9 est une vue en coupe axiale d'un  Figure 1 is a schematic side view of a trap with vortex and lens; Figure 2 is a top view of Figure 1, but without the lens; Figure 3 is a radial sectional view of a first element of a trap; Figure 4 is a top view of Figure 3; Figure 5 is a sectional view along line 5-5 of Figure 6 of a nozzle ring; Figure 6 is a sectional view along line 6-6 of Figure 5; Figure 7 is a top view of a cover ring; Figure 8 is a radial sectional view of an element of a trap. conical bottom wall; Figure 9 is an axial sectional view of a

élément. visser avec une fond plan.  element. screw with a flat bottom.

Le long d'un axe longitudinal géométrique 11, sort un rayon non représenté d'un laser de puissance non représenté. Le rayon est focalisé par une lentille 12. Le point focal se situe sur l'axe longitudinal géométrique 11, au-dessous d'un piège 13. La lentille 12 se situe dans la région 14, au-dessus du piège. Le piège 13 présente pratiquement une symétrie de rotation par rapport % l'axe longitudinal géométrique 11. Il possède une paroi d'enveloppe 16 cylindrique circulaire en laiton et une paroi de fond 17 s'étendant radialement, par rapport i l'axe longitudinal géométrique 11. Toutes deux sont d'une seule pièce. Au-dessus de la région supérieure 14, 5 proximité de la lentille 12, on prévoit un conduit de gaz 18 qui reçoit un gaz sous pression, d'une source de gaz non représentée. L'embouchure 19 du conduit de gaz mène dans l'enceinte intérieure 21 du piège 13 et est disposée avec le conduit de gaz 18, au moins dans sa région proche de la paroi d'enveloppe 16, de manière que  Along a geometrical longitudinal axis 11, a ray not shown from a power laser not shown comes out. The ray is focused by a lens 12. The focal point is located on the geometric longitudinal axis 11, below a trap 13. The lens 12 is located in the region 14, above the trap. The trap 13 has practically a symmetry of rotation with respect to the geometric longitudinal axis 11. It has a circular cylindrical envelope wall 16 made of brass and a bottom wall 17 extending radially, relative to the geometric longitudinal axis 11. Both are in one piece. Above the upper region 14, 5 near the lens 12, there is provided a gas conduit 18 which receives a gas under pressure, from a gas source not shown. The mouth 19 of the gas pipe leads into the internal enclosure 21 of the trap 13 and is arranged with the gas pipe 18, at least in its region close to the envelope wall 16, so that

le gaz s'écoule tangentiellement dans la région supérie-  the gas flows tangentially in the upper region

ure de l'enceinte intérieure 21. Coaxialement l'axe longitudinal géométrique 11, la paroi de fond 17 présente un évidement 22 cylindrique circulaire, dont le diamètre est toutefois nettement inférieur au diamètre intérieur de la paroi d'enveloppe 16. Cette disposition a pour  ure of the inner enclosure 21. Coaxially the geometric longitudinal axis 11, the bottom wall 17 has a circular cylindrical recess 22, the diameter of which is however much smaller than the inside diameter of the envelope wall 16. This arrangement has for

conséquence qu'il se forme, en fonctionnement, un tour-  as a result, during operation, a

billon 23 dont les voies d'écoulement sont représentées de manière schématique aux figures 1 et 2. Le tourbillon 23 est du type % moment cinétique. Plus la distance séparant une particule de gaz de l'axe longitudinal  ridge 23, the flow paths of which are shown diagrammatically in FIGS. 1 and 2. The vortex 23 is of the% angular momentum type. The greater the distance between a gas particle and the longitudinal axis

géométrique 11 est grande, plus elle est projetée lente-  11 is larger, the slower it is projected

ment. Dans la région de l'axe longitudinal géométrique 11, la vitesse de rotation est donc la plus grande. Si, par l'évidement 22, des projections tendaient % monter le long de l'axe longitudinal géométrique 11, la probabilité selon laquelle elles suivraient une trajectoire les  is lying. In the region of the geometric longitudinal axis 11, the speed of rotation is therefore the greatest. If, through the recess 22, projections tended to rise along the geometric longitudinal axis 11, the probability that they would follow a trajectory

éloignant de l'axe longitudinal 11, du fait d'un déséqui-  away from the longitudinal axis 11, due to an imbalance

libre, des forces centrifuges ou similaires, serait la plus grande dans l'évidement 22 ou juste au-dessus et ces  free, centrifugal forces or the like, would be greatest in the recess 22 or just above and these

projections seraient alors très vite déviées vers l'ex-  projections would then very quickly be diverted to the former

térieur, de sorte qu'elles ne rebondiraient pas contre la face intérieure de la paroi d'enveloppe 16. On n'a pas représenté que cette paroi d'enveloppe 16 peut être équipée, à l'intérieur, de parois de rebondissement et/ou de déflecteurs. En outre, la paroi intérieure 16 peut  interior, so that they would not rebound against the interior face of the envelope wall 16. It has not been shown that this envelope wall 16 can be fitted, inside, with rebound walls and / or deflectors. In addition, the inner wall 16 can

avoir un revêtement souple, par exemple en laine métalli-  have a flexible covering, for example of metallic wool

que, pour absorber les particules qui rebondissent. Si l'on prévoit des tôles de rebondissement, celles-ci peuvent aussi être revêtues d'une mince couche d'un  that to absorb the bouncing particles. If rebound sheets are provided, these can also be coated with a thin layer of

matériau absorbant l'énergie, de manière que les projec-  energy absorbing material, so that the projections

tions ne puissent plus rebondir, mais se fixer 1l o  can no longer bounce back, but fix themselves 1l o

elles tombent.they fall.

De la loi du moment cinétique et des figures 1 et 2, on peut déduire que la vitesse de rotation est extrêmement élevée, très nettement supérieure la  From the law of angular momentum and Figures 1 and 2, we can deduce that the speed of rotation is extremely high, very much higher than the

vitesse du gaz s'écoulant travers le conduit de gaz 18.  speed of the gas flowing through the gas pipe 18.

Selon les figures 3 et 4, représentées une échelle en grandeur nature, la paroi d'enveloppe 24 est coaxiale A l'axe longitudinal géométrique 11. A la partie inférieure, la paroi de fond 26 est radiale par rapport % l'axe longitudinal 11. Pour des raisons d'une bonne conduction thermique, les deux parois ont une très grande  According to Figures 3 and 4, shown a full-scale, the envelope wall 24 is coaxial with the geometric longitudinal axis 11. At the bottom, the bottom wall 26 is radial relative to% the longitudinal axis 11 For reasons of good thermal conduction, the two walls have a very large

épaisseur, que l'on peut mesurer sur les figures.  thickness, which can be measured in the figures.

L'évidement 27 est A nouveau coaxial et présente,:^ la partie supérieure, un enfoncement 28 qui favorise la  The recess 27 is again coaxial and has: ^ the upper part, a recess 28 which promotes the

pénétration du sommet du tourbillon dans l'évidement 27.  penetration of the top of the tourbillon into the recess 27.

La face inférieure 29 de la paroi de fond 26 est radiale  The underside 29 of the bottom wall 26 is radial

et plane, de sorte que le tourbillon sortant de l'évi-  and planar, so that the vortex coming out of the

dement 27,. la partie inférieure, et s'élargissant ^ nouveau, peut s'élargir entre la face inférieure 29 et la face supérieure de la pièce d'ouvrage 31. La figure 3 montre que, grâce ? l'invention, par exemple le gaz n'est pas trop insufflé dans le lit de soudage 32, comme ce serait le cas si le gaz s'écoulait hors de l'évidement 27, avec une direction purement axiale, parallèle % l'axe longitudinal géométrique 11. Le lit de soudage 32 reste ainsi plus calme, grâce A l'invention, même dans son état liquide, ce qui est d'une grande importance pour la  dement 27 ,. the lower part, and widening ^ again, can widen between the lower face 29 and the upper face of the workpiece 31. Figure 3 shows that, thanks? the invention, for example the gas is not too blown into the welding bed 32, as would be the case if the gas flowed out of the recess 27, in a purely axial direction, parallel to the axis longitudinal geometric 11. The welding bed 32 thus remains quieter, thanks to the invention, even in its liquid state, which is of great importance for the

qualité du cordon de soudure.quality of the weld bead.

A la partie supérieure de la paroi d'enveloppe  At the top of the envelope wall

24, on prévoit une bride de fixation 33 annulaire circu-  24, a circular annular fixing flange 33 is provided.

laire dans laquelle on prévoit trois trous de fixation  area in which three fixing holes are provided

34, décalés de 120 .34, offset by 120.

L'anneau de buses 36, représenté aux figures 5 et 6 en grandeur nature, est également en métal. Son percage débouchant 37 intérieur a un diamètre intérieur qui correspond A celui de la paroi d'enveloppe 24. Il possède trois trous de fixation 37 correspondant au trou de fixation 34, de sorte que ces deux éléments peuvent être assemblés entre eux par des vis. Tangentiellement % la paroi intérieure 38 du trou de fixation 37, débouchent  The nozzle ring 36, shown in Figures 5 and 6 in full size, is also made of metal. Its internal opening 37 has an internal diameter which corresponds to that of the envelope wall 24. It has three fixing holes 37 corresponding to the fixing hole 34, so that these two elements can be assembled together by screws. Tangentially% the inner wall 38 of the fixing hole 37, open out

des perçages 39, 41, 42, 43 qui sont en ligne droite.  holes 39, 41, 42, 43 which are in a straight line.

Leur diamètre augmente en continu, c'est-t-dire que le  Their diameter increases continuously, that is to say that the

perçage 39 a un diamètre de 2 mm, le perçage 41 un diamè-  hole 39 has a diameter of 2 mm, hole 41 has a diameter

tre de 3 mm, le perçage 42 un diamètre de 4 mm et le perçage 43 de 5 mm. Dans la région terminale extérieure, les perçages 39, 43 se prolongent par des perçages étagés 44 de même forme, avec taraudage 46. On peut y visser des  be 3 mm, the hole 42 a diameter of 4 mm and the hole 43 5 mm. In the outer terminal region, the holes 39, 43 are extended by stepped holes 44 of the same shape, with thread 46. It is possible to screw therein

tuyaux de gaz flexibles, provenant d'une source de gaz.  flexible gas pipes from a gas source.

Afin que d'éventuels contre-écrous trouvent une surface d'appui plane, on prévoit des surfaces fraisées 47, perpendiculairement à l'extension longitudinale des perçages 39, 41, 42, 43. L'anneau de buse 36 s'ajuste, de manière étanche au gaz, sur la bride de fixation 33. Sur celle-ci s'ajuste à nouveau une bride de maintien 48 qui est représentée en grandeur nature, qui est en métal et  So that possible locknuts find a flat bearing surface, milled surfaces 47 are provided, perpendicular to the longitudinal extension of the holes 39, 41, 42, 43. The nozzle ring 36 adjusts, gas-tight, on the fixing flange 33. On this one again adjusts a retaining flange 48 which is shown in full size, which is made of metal and

dont la fonction est évidente.whose function is obvious.

La figure 8, % l'échelle 1:1, représente la partie inférieure d'un piège sans bride de maintien ni anneau de buses. Il est coaxial t l'axe longitudinal géométrique 11. Sur un épaulement 49 s'ajuste l'anneau de buses non représenté. Une bride de fixation 51 remplit la fonction déji évoquée. Au-dessous de la bride de fixation 51, on prévoit une paroi latérale 52 courte, de forme annulaire cylindrique 3 laquelle fait suite, vers le bas, une paroi de fond 53 conique, s'étendant sous un angle de 34 . Dans la région supérieure de la paroi de fond 53 et dans la paroi latérale 52, on a taillé un filetage 54. La paroi de fond 53 n'est pas exactement conique sommet pointu. On prévoit plutôt une surface intérieure radiale et une surface extérieure radiale 57 qui sont traversées par l'évidement 58 coaxial. La paroi de fond 53, dans cette position angulaire, gêne peu les zones extérieures du tourbillon 23, se formant, pendant le fonctionnement, et permet donc une plus grande intensité du tourbillon,  Figure 8,% 1: 1 scale, shows the lower part of a trap without retaining flange or nozzle ring. It is coaxial t the geometric longitudinal axis 11. On a shoulder 49 adjusts the ring of nozzles not shown. A fixing flange 51 fulfills the function already mentioned. Below the fixing flange 51, a short side wall 52 is provided, of cylindrical annular shape 3 which follows, downwards, a conical bottom wall 53, extending at an angle of 34. In the upper region of the bottom wall 53 and in the side wall 52, a thread 54 has been cut. The bottom wall 53 is not exactly conical with a pointed top. Rather, a radial interior surface and a radial exterior surface 57 are provided which are crossed by the coaxial recess 58. The bottom wall 53, in this angular position, does not interfere much with the external zones of the vortex 23, forming, during operation, and therefore allows a greater intensity of the vortex,

dans sa région centrale.in its central region.

Selon la figure 9, on prévoit un couvercle 59 pour le dispositif de la figure 8. Le couvercle 59 a un bord 61 coaxial qui présente, dans sa région intérieure supérieure, un taraudage 62 qui peut être vissé sur le filetage 54. Pour le reste, le bord 61. l'état vissé, ne touche nulle part la paroi de fond 53, dans sa région oblique. A la partie inférieure, le bord 61 se prolonge par un fond radial 63 dont la face inférieure 64 est également radiale par rapport l'axe longitudinal géométrique 11. Un évidement 66 a une forme tronconique avec un angle de 34 , correspondant A l'angle sous lequel la surface extérieure de la paroi de fond 53 s'étend aussi. A l'état vissé, la face inférieure 63 est en outre alignée avec la surface extérieure 57. Dans le fond 63,  According to FIG. 9, a cover 59 is provided for the device of FIG. 8. The cover 59 has a coaxial edge 61 which has, in its upper internal region, a thread 62 which can be screwed onto the thread 54. For the rest , the edge 61. the screwed state, nowhere touches the bottom wall 53, in its oblique region. At the lower part, the edge 61 is extended by a radial bottom 63 whose lower face 64 is also radial relative to the geometric longitudinal axis 11. A recess 66 has a frustoconical shape with an angle of 34, corresponding to the angle under which the outer surface of the bottom wall 53 also extends. In the screwed state, the lower face 63 is further aligned with the outer surface 57. In the bottom 63,

relativement épais, on prévoit des perçages de refroidis-  relatively thick, cooling holes are provided

sement 67 et sur le fond 63, on prévoit des conduits de refroidissement 68, % l'extérieur de l'angle conique de 34. La paroi de fond 53, tournée vers la pièce d'ouvrage 31, est recouverte d'une protection thermique  67 and on the bottom 63, cooling conduits 68 are provided,% outside the conical angle of 34. The bottom wall 53, facing the workpiece 31, is covered with thermal protection

69 en matériau approprié, tel que du graphite. Le gra-  69 in a suitable material, such as graphite. The gra-

phite est pulvérisé sur la paroi de fond.  phite is sprayed on the bottom wall.

Dans les constructions connues jusqu'% présent, la lentille 12 et sa monture sont des éléments séparés,  In the constructions known until now, the lens 12 and its frame are separate elements,

de même que le piège 13.as well as trap 13.

Selon un mode de réalisation de l'invention, on peut toutefois réunir les deux, comme le montre de manière schématique la figure 1 et le gaz refroidit alors au moins aussi la face inférieure de la lentille 12, de sorte que celle-ci n'a pas besoin d'une arrivée de gaz de refroidissement séparée. Dans ce cas, le gaz est ' une température de refroidissement inférieure i celle connue  According to one embodiment of the invention, it is however possible to combine the two, as shown diagrammatically in FIG. 1 and the gas then cools at least also the underside of the lens 12, so that the latter does not no need for a separate cooling gas supply. In this case, the gas is' a cooling temperature lower than that known

par les spécialistes.by specialists.

Grâce. des variantes de l'invention, on peut aussi obtenir que la face supérieure de la lentille 12 soit également refroidie, par exemple par une deuxième tubulure de raccordement. La rotation du gaz donne un meilleur refroidissement, présentant moins de gradients  Thanks. variants of the invention, it is also possible to obtain that the upper face of the lens 12 is also cooled, for example by a second connection tube. Gas rotation gives better cooling, with fewer gradients

que l'écoulement transversal utilisé jusqu'i présent.  than the cross flow used so far.

Au lieu de la lentille 12, on peut aussi utiliser tout autre dispositif qui focalise le faisceau laser, par exemple un ou plusieurs miroirs courbés. Tout système de  Instead of the lens 12, it is also possible to use any other device which focuses the laser beam, for example one or more curved mirrors. Any system

focalisation peut être utilisé.focusing can be used.

Claims (22)

REVENDICATIONS 1. Dispositif pour un laser de puissance qui comporte, à la sortie, un système optique de focalisation qui courbe le rayon laser le long d'un axe longitudinal géométrique (11), comportant un piège (13), monté en aval du système de focalisation, pour des particules projetées  1. Device for a power laser which comprises, at the output, an optical focusing system which curves the laser beam along a geometric longitudinal axis (11), comprising a trap (13), mounted downstream of the system focusing, for projected particles depuis la pièce d'ouvrage (31) vers le système de focali-  from the workpiece (31) to the focal system sation, lequel piège (13) est essentiellement coaxial l'axe longitudinal (11), présente une paroi d'enveloppe (16) et une paroi de fond (17), une buse d'entrée (19) pour le gaz et présente dans la paroi de fond (17), un évidement (22) coaxial pour la sortie du rayon laser et du gaz, caractérisé en ce que la buse d'entrée constitue avec la paroi d'enveloppe (17) un générateur d'un moment  station, which trap (13) is essentially coaxial with the longitudinal axis (11), has a casing wall (16) and a bottom wall (17), an inlet nozzle (19) for gas and present in the bottom wall (17), a coaxial recess (22) for the exit of the laser beam and the gas, characterized in that the inlet nozzle constitutes with the envelope wall (17) a generator of a moment cinétique.kinetic. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  2. Device according to claim 1, character- risé en ce que la buse d'entrée est principalement  laughed at in that the inlet nozzle is mainly disposée tangentiellement 1 la paroi d'enveloppe (16).  tangentially arranged 1 the envelope wall (16). 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté-  3. Device according to claim 2, character- risé en ce que la buse d'entrée (19) est disposée de  risé in that the inlet nozzle (19) is arranged tangentiellement i 20 .tangentially i 20. 4. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  4. Device according to claim 1, character- risé en ce qu'on prévoit plusieurs buses d'entrée (39,  laughed at by the fact that several inlet nozzles (39, 41, 42, 43).41, 42, 43). 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté-  5. Device according to claim 4, character- risé en ce que les buses d'entrée (39, 41, 42, 43) sont  that the inlet nozzles (39, 41, 42, 43) are disposées A même hauteur.arranged at the same height. 6. Dispositif selon la revendication 4, caracté-  6. Device according to claim 4, character- risé en ce que toutes les buses d'entrée (39, 41, 42, 43)  that all the inlet nozzles (39, 41, 42, 43) ont un diamètre différent.have a different diameter. 7. Dispositif selon la revendication 4, caracté-  7. Device according to claim 4, character- risé en ce que toutes les buses d'entrée (39, 41, 42, 43)  that all the inlet nozzles (39, 41, 42, 43) ont un même diamètre.have the same diameter. 8. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  8. Device according to claim 1, character- risé en ce que l'évidement coaxial (22) constitue la seule entrée pour un tourbillon produit par le générateur  laughed in that the coaxial recess (22) constitutes the only entry for a vortex produced by the generator d'un moment cinétique.of a kinetic moment. 9. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  9. Device according to claim 1, character- risé en ce qu'on raccorde à la buse d'entrée (19) une  risé in that one connects to the inlet nozzle (19) a source de gaz qui fournit un gaz, de toute façon néces-  gas source that supplies gas, anyway saire sur la pièce d'ouvrage, pendant le fonctionnement du laser.  saire on the workpiece, during the operation of the laser. 10. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  10. Device according to claim 1, character- risé en ce que le gaz est un gaz inerte et/ou de l'oxy-  risé in that the gas is an inert gas and / or oxy- gène.uncomfortable. 11. Dispositif selon une ou plusieurs des reven-  11. Device according to one or more of the res- dications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse du gaz sortant de la buse d'entrée (19) est de l'ordre de quelques décamètres/seconde, en ce que le diamètre intérieur caractéristique du piège est de l'ordre de quelques décacentimètres et en ce que le débit du gaz varie de quelques décimètres cubes/heure; la plage  dications previous, characterized in that the speed of the gas leaving the inlet nozzle (19) is of the order of a few decameters / second, in that the characteristic internal diameter of the trap is of the order of a few decentimeters and in that the gas flow varies by a few cubic decimetres / hour; the beach inférieure des mètres cubes/heure.  lower cubic meters / hour. 12. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  12. Device according to claim 1, character- risé en ce que la paroi de fond (17) est un dispositif de refroidissement.  risé in that the bottom wall (17) is a cooling device. 13. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  13. Device according to claim 1, character- risé en ce que le piège (13) est une paroi de fond (17)  laughed in that the trap (13) is a bottom wall (17) coaxiale, conique de révolution.coaxial, conical of revolution. 14. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  14. Device according to claim 1, character- risé en ce que le piège (13) comporte une paroi de fond  laughed in that the trap (13) has a bottom wall (17) coaxiale, pratiquement plane.(17) coaxial, practically flat. 15. Dispositif selon les revendications 13 et 14,  15. Device according to claims 13 and 14, caractérisé en ce que la paroi de fond plane (63) com-  characterized in that the flat bottom wall (63) comprises porte un bord de monture coaxiale qui peut entourer la paroi de fond conique (53) et qui est fixé, de manière  carries a coaxial mounting edge which can surround the conical bottom wall (53) and which is fixed so amovible, dans la région de ce fond.  removable, in the region of this bottom. 16. Dispositif selon la revendication 15, carac-  16. Device according to claim 15, charac- térisé en ce que le piège, présentant la paroi de fond conique (53), présente, dans la région de sa paroi d'enveloppe, un filetage (54) sur lequel peut être vissé  characterized in that the trap, having the conical bottom wall (53), has, in the region of its envelope wall, a thread (54) on which can be screwed le bord de monture (61) avec son taraudage (62).  the frame edge (61) with its thread (62). 17. Dispositif selon la revendication 16, carac-  17. Device according to claim 16, charac- térisé en ce que la région du sommet de la paroi de fond conique (53) est logée dans un enfoncement conique (66)  terized in that the region of the top of the conical bottom wall (53) is housed in a conical recess (66) ménagé dans la paroi de fond plane (63).  formed in the flat bottom wall (63). 18. Dispositif selon une ou plusieurs des reven-  18. Device according to one or more of the res- dications précédentes, caractérisé en ce que le sommet de la paroi de fond conique (53) est plan, perpendiculaire- ment à l'axe longitudinal géométrique et est aligné avec la face inférieur de la paroi de fond plane (63), lorsque  dications preceding, characterized in that the top of the conical bottom wall (53) is plane, perpendicular to the geometric longitudinal axis and is aligned with the underside of the planar bottom wall (63), when le bord de monture est vissé.the frame edge is screwed. 19. Dispositif selon la revendication 10, carac-  19. Device according to claim 10, charac- térisé en ce que, dans le cas d'une seule buse d'entrée  terized in that, in the case of a single inlet nozzle (19), le gaz est envoyé sous la forme d'un mélange.  (19), the gas is sent in the form of a mixture. 20. Dispositif selon la revendication 10, carac-  20. Device according to claim 10, charac- térisé en ce que dans le cas de plusieurs buses d'entrée  that in the case of several inlet nozzles (39, 41, 42, 43), chaque gaz est acheminé séparément.  (39, 41, 42, 43), each gas is routed separately. 21. Dispositif selon la revendication 1, caracté-  21. Device according to claim 1, character- risé en ce que la paroi de fond (17, 63) est recouverte, sur sa face tournée vers la pièce d'ouvrage, par une  laughed in that the bottom wall (17, 63) is covered, on its face facing the workpiece, by a couche de protection thermique.thermal protection layer. 22. Dispositif selon la revendication 21, carac-  22. Device according to claim 21, charac- térisé en ce que le système de focalisation et la buse d'entrée (19, 39, 41, 42, 43) ont une position telle que le gaz refroidit en même temps aussi le système de focalisation.  terized in that the focusing system and the inlet nozzle (19, 39, 41, 42, 43) have a position such that the gas cools the focusing system at the same time.