本发明涉及制造工程及材料加工，特别是涉及一种激光切割头及其切割装置。
背景技术：
1、激光切割是一种利用高能密度的激光束对材料进行精确切割的先进制造加工技术。它基于激光的强聚焦能力和高能量密度，能够在极短的时间内将材料加热到熔点或者直接蒸发，从而实现高精度、高效率的切割过程。这种技术被广泛应用于钢铁、不锈钢、铝合金等金属材料的切割。
2、然而，传统的激光切割在处理某些材料或特定应用时，尤其是对金属管材的精确切割，常常面临切割边缘粗糙、熔渣残留以及热影响区扩展等问题，这些问题直接影响到切割质量和加工效率。为了改善这些问题，现有技术已经引入了利用高压流体喷射流辅助激光束切割的技术，如微水刀激光切割、高压气流激光切割等，这些技术虽然改善了传统激光切割的切割质量和加工效率，但长期使用仍然需要对激光切割头内的零部件进行定期维护和更换。由于激光切割头内部结构复杂，包含多个精密部件和管道；特别是喷嘴、流体混合腔等部件在更换时需要精确的尺寸和对准，以确保流体和激光束能够准确地喷射出来；因此，经常更换零部件不仅增加了使用成本，还对技术人员的技能水平提出了较高要求。
3、在高压流体喷射流辅助激光束切割技术中，为了适应不同材料的切割需求，通常需要对单一流体或多种流体进行混合，以调节其密度、粘度和化学性质。常见的混合方法包括静态混合器和动态混合器。静态混合器固定于混合腔内，对于高粘度或密度差异较大的流体，其混合效果有限，容易出现死角和涡流，导致混合不均匀；而动态混合器虽然能提高混合效果，但需要额外的动力来驱动搅拌装置，增加了能耗和系统复杂性，尤其是在高速或高压条件下，混合的均匀性仍受限于机械搅拌的效率。高压和高速流体对混合器的长期冲击会造成一定的磨损，混合器磨损后，流体的流动特性变差，进一步影响混合均匀性，从而降低了切割效率和质量，增加了设备的维护频率。
4、因此迫切需要一种在低能耗状态下能够提高流体混合的均匀性、减少维护频率和简化更换过程的解决方案，以实现更为高效的切割效率。
技术实现思路
1、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
2、一种激光切割头及其切割装置，主要包括：主机架、位于主机架上方的支撑架、激光切割头、工作台、激光发生器、光路元件；支撑架上可移动的设有激光切割头；工作台设于激光切割头下方且位于主机架的内侧；
3、进一步的，激光切割头包括：快速连接组件、流体混合腔、设于快速连接组件上的流体进入管；
4、进一步的，快速连接组件设于流体混合腔的上部，快速连接组件包括：中空圆柱状的连接阀座、具有引导通道和突出弧形端面的活动杆、容纳于连接阀座内的活动环形座、容纳于活动杆内且具有圆锥端的第一连接件；
5、进一步的，流体混合腔包括：阶梯孔连接柱、第二连接件、螺旋混合叶片、中心混合流动通道、后期混和加速区、前期混合减速区；
6、进一步的，流体混合腔的下端部是上宽下窄的锥形管状结构；流体混合腔的下端部的内部区域即为后期混和加速区；
7、进一步的，流体混合腔的上端部为圆管状，流体混合腔的上端部的内部区域即为前期混合减速区；
8、进一步的，后期混和加速区和前期混合减速区相连接；
9、进一步的，流体混合腔的上端部往下，设有一段能够容纳第二连接件的阶梯孔连接柱；阶梯孔连接柱与快速连接组件可拆卸的连接；
10、进一步的，流体混合腔内壁面上环形的布置有多个螺旋混合叶片；
11、进一步的，螺旋混合叶片的径向宽度为l，流体混合腔的内半径为r，l=（1/3~1/2）r；流体混合腔中间未被螺旋混合叶片占据的区域形成一中心混合流动通道。
12、进一步的，螺旋混合叶片主体由橡胶材料制成，其外表面覆有耐磨材料。
13、进一步的，螺旋混合叶片包括：加速螺旋混合叶片、第一减速螺旋混合叶片、第二减速螺旋混合叶片；
14、进一步的，加速螺旋混合叶片、第一减速螺旋混合叶片、第二减速螺旋混合叶片，三者均从阶梯孔连接柱下侧开始，向流体流动方向延伸；
15、进一步的，加速螺旋混合叶片延伸至后期混和加速区出口，在后期混和加速区内形成一加速螺旋混合叶片延伸部；
16、进一步的，第一减速螺旋混合叶片、第二减速螺旋混合叶片结构完全相同；且二者均延伸至后期混和加速区入口处。
17、进一步的，阶梯孔连接柱的中心设有一纵向阶梯通孔，纵向阶梯通孔的下部孔径小于上部孔径，其中下部小孔径部分即为容纳第二连接件的第二连接件容纳腔；
18、进一步的，第二连接件的高度大于第二连接件容纳腔的高度；
19、进一步的，第二连接件整体呈圆柱状，其包括：内凹弧形端面、渐缩连通孔；
20、进一步的，第二连接件上端部为一内凹弧形端面；第二连接件中心处纵向设有一渐缩连通孔；
21、进一步的，渐缩连通孔沿流体流经的方向，其直径逐渐减小；渐缩连通孔的底部为流体出口；
22、进一步的，渐缩连通孔的顶部为一个锥形槽；锥形槽顶部直径为d3，锥形槽底部直径为d4，流体出口直径为d5，d3＞d4＞d5。
23、进一步的，第一连接件包括：圆锥端、中心连通孔；
24、进一步的，第一连接件的内部设有中心连通孔；第一连接件底部为上宽下窄的圆锥端；圆锥端向下伸出至活动杆的外部，并且圆锥端与第二连接件的锥形槽相适配；
25、进一步的，第一连接件插入活动杆内密封连接后，中心连通孔与引导通道形成连通的状态。
26、进一步的，活动杆贯穿连接阀座的两端，并伸出至连接阀座的外部；
27、进一步的，活动杆的中心处纵向贯穿的设有供流体或激光束通过的引导通道；
28、进一步的，活动杆上端设置有光路元件；且活动杆在该端的侧面还设有一流体进入管；
29、进一步的，活动杆下端为突出弧形端面；
30、进一步的，突出弧形端面往上还设有一段第一连接件容纳腔；第一连接件容纳腔的直径为d1，引导通道的直径为d2，d1>d2；
31、进一步的，突出弧形端面与第二连接件的内凹弧形端面相适配；突出弧形端面与内凹弧形端面的表面均采用橡胶材料涂层。
32、进一步的，活动杆的外周表面设有一活动环形座；
33、进一步的，活动环形座的内壁面与活动杆外周面之间形成有弹簧容纳腔；弹簧容纳腔内部安装有环形弹簧；
34、进一步的，活动环形座的底部具有向外突出的环形突出部；环形突出部与连接阀座内壁面贴合。
35、进一步的，连接阀座上下两端的中心位置，均设有供活动杆伸出的通孔；
36、进一步的，连接阀座上下两端内壁之间的高度为h1；活动环形座的高度为h2；h1＞h2。
37、进一步的，连接阀座与阶梯孔连接柱采用可拆卸的连接方式；
38、进一步的，第一连接件与第一连接件容纳腔之间，以及第二连接件与第二连接件容纳腔之间，均采用可拆卸的连接方式。
39、进一步的，激光发生器位于激光切割头的上侧并固定；激光发生器随激光切割头一起移动；
40、进一步的，光路元件嵌设于活动杆的引导通道内，且位于流体进入管的上侧。
41、本发明的有益效果如下：
42、本发明提出一种激光切割头及其切割装置，采用高压流体喷射流辅助激光束切割，在流体混合腔内增加了螺旋混合叶片作为引导流体混合的部件，其主体由橡胶材料制成并涂有耐磨层；流体流经螺旋混合叶片时，螺旋混合叶片通过其特定的形状结构和材料特性，使处于静态的螺旋混合叶片具有了动态混合的特性，有效的将流体的静态混合转变为动态混合，进一步增强混合效果和切割效率的同时，在一定程度上又降低了机械能耗和噪音水平；而渐缩的后期混和加速区及其内部延伸形成的加速螺旋混合叶片延伸部，进一步限制了流体的侧向波动，使流体加速集中流动，在到达切割喷嘴时形成更为高速稳定的喷射流，从而有效的冲刷切割区域，提高了清洁效果；
43、此外，采用可拆卸的活动连接件的设计，在连通流体时，活动杆的突出弧形端面和第二连接件的内凹弧形端面采用橡胶材质，实现更加可靠的密封连接；在更换部件或维修时，快速连接组件能够快速断开流体，降低了操作人员受到高压流体喷射的伤害风险，极大地减少了操作的难度和安全风险。
1.一种激光切割头及其切割装置，主要包括：主机架（1）、位于主机架（1）上方的支撑架（2）、激光切割头（3）、工作台（4）、激光发生器（8）、光路元件（9）；支撑架（2）上可移动的设有激光切割头（3）；工作台（4）设于激光切割头（3）下方且位于主机架（1）的内侧；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种激光切割头及其切割装置，其特征在于：所述螺旋混合叶片（63）包括：加速螺旋混合叶片（631）、第一减速螺旋混合叶片（632）、第二减速螺旋混合叶片（633）；
3.根据权利要求2所述的一种激光切割头及其切割装置，其特征在于：所述阶梯孔连接柱（61）的中心设有一纵向阶梯通孔（611），纵向阶梯通孔（611）的下部孔径小于上部孔径，其中下部小孔径部分即为容纳第二连接件（62）的第二连接件容纳腔（6111）；
4.根据权利要求3所述的一种激光切割头及其切割装置，其特征在于：所述第一连接件（54）包括：圆锥端（541）、中心连通孔（542）；
5.根据权利要求4所述的一种激光切割头及其切割装置，其特征在于：所述活动杆（52）贯穿连接阀座（51）的两端，并伸出至连接阀座（51）的外部；
6.根据权利要求5所述的一种激光切割头及其切割装置，其特征在于：所述活动杆（52）的外周表面设有一活动环形座（53）；
7.根据权利要求6所述的一种激光切割头及其切割装置，其特征在于：所述连接阀座（51）上下两端的中心位置，均设有供活动杆（52）伸出的通孔；
8.根据权利要求7所述的一种激光切割头及其切割装置，其特征在于：所述连接阀座（51）与阶梯孔连接柱（61）采用可拆卸的连接方式；
9.根据权利要求8所述的一种激光切割头及其切割装置，其特征在于：所述激光发生器（8）位于激光切割头（3）的上侧并固定；激光发生器（8）随激光切割头（3）一起移动；
