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激光百科

光纤激光切割如何正确选择喷嘴

不要着急,我们先了解一下喷嘴在切割中的作用。

首先我们要知道,聚焦的激光,高压气流均从激光头喷嘴射出的。

它主要有以下作用:

 

 

01

 

通过激光头喷嘴的内部形状,调整高压气流的气流方向及气压,保持工件与喷嘴间的压力。

02

 

防止工件熔融物反溅到激光头内部,从而保护激光头内部镜片。

03

 

向调高系统提供电容信号,从而保证调高系统稳定工作。

 

平面切割中如何正确合理的选择喷嘴呢???


 

 

喷嘴的种类及特点

这里以应用最广泛的锥形喷嘴为主,分为单层喷嘴和双层喷嘴。

 

单喷                                     双喷

喷嘴

特点

适用板材

单喷

 

1、一般用于熔化切割,用氮气或压缩空气做辅助气体

2、用于精度,表面要求高的精细切割

用于氮气或压缩空气切割不锈钢和铝合金等材料

双喷

 

1、一般用于氧化切割,用氧气做辅助气体

2、气流进行二次汇聚及压缩,切割碳钢效果显著

用于氧气切割碳钢和不锈钢等

备注:

双层喷嘴气体在通过内芯后,会经过二次膨胀,提高气体速度,然后再通过端部孔到达工作面。这样的好处就是能减少激波产生,提高气体速度,从而提高气体参与切割,带走熔渣,热量的效率。

 

 


 

 

喷嘴孔径与板材厚度搭配

由于板材种类,功率段及辅助气体的不同,喷嘴孔径的选择也会有相应的变化。以下是以碳钢为例,进行对比。

 
 

功率段

碳钢厚度

辅助气体

喷嘴孔径

<1500W

1~3mm

氧气

双喷 1.2~2.5mm

<3000W

1~3mm

氮气或压缩空气

单喷1.5~3.0mm

<6000W

3~10mm

 氧气

 双喷 0.8~1.2mm

<12000W

10~30mm

 氧气

 双喷 1.2~2.0mm及以上

备注:

不过由于喷嘴的孔径越大,对于聚焦镜的保护作用越小。所以合理的选择激光切割机喷嘴孔径的大小,才能更有效地进行生产。

 

 

 


 

 

喷嘴损坏常见操作

喷嘴是激光头最常见的损耗品之一,为了尽量避免无谓的损耗,下面列举两个喷嘴损坏的常见操作

 
 

撞击

熔化

随动不灵敏,板材表面非常不平整,在切割过程中发生撞击,引起喷嘴孔变形,导致气体流向出现问题。

穿孔工艺没有调节好,熔渣反渣覆在喷嘴表面,引起喷嘴表面变形,也会导致气体流向出现问题。

 

 


 

看到这里相信大家已经对喷嘴有了初步的了解

下面就让我们更深入的了解一下吧

 

 

对于喷嘴来说,要特别注意两个问题

 

 

 

1、喷嘴直径的影响:

d

喷嘴口大小对切割速度有一定的影响,喷嘴口大小也影响出口处压力分布。喷嘴直径增加,由于喷气流对切割区母材的强烈冷却作用使热影响区变窄,但也会导致切缝过宽,而喷嘴大小会引起准直困难,喷嘴口有被光束削截的危险,而且,切缝过窄,在高的切割速度下会阻碍熔渣的顺利排出。

 

2、喷嘴与工件表面间距的影响:

distant

喷嘴与工件间距直接影响喷嘴气流与工件切缝的耦合。喷嘴口太靠近工件表面,对透镜会产生强烈的返回压力,减弱了对溅散切割产物质点的驱散能力,对切割质量有不利影响,但距离太远又会造成不必要的动能损失,对有效切割也不利。一般,喷口与工件间距控制在12mm为宜,现代激光切割系统的割炬都配有电感或电容式传感器反馈装置,以自动调节两者距离在预先设定的高度范围内。

 

 

选择激光喷嘴的基本要求

 

 

 

喷嘴001

1、要材质好。

好的喷嘴必须用TU2紫铜,因其导电率高,导热效果好,从而能保证良好的电容信号。

 

2、要加工精度高。

一个好的激光头喷嘴,其同心度要达到0.03mm,而尺寸为1.0mm以下的喷头,同心度更是要达到0.02mm。高精度同心度的喷嘴不但能减少加工过程中的前期调试,更能有效避免高能激光打到激光头内壁上,从而能避免对激光头造成损害。

 

3、要有高度光洁的激光头表面。

激光头喷嘴对内外表面均有高达0.8的粗糙度要求。高光的外表面能有效减少切割过程中的熔融物附着,从而延长喷嘴寿命;而高光的内表面则能有效避免高压气体流出时产生涡流。提高切割质量和效率。

 

 

4、要有严格的防氧化处理。

铜件在加工后,裸露在空气中极易氧化变色。激光头喷嘴在经过高光加工后,内外表面更易氧化,发黑,发黄。