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【Rayclass | 锐课堂】“小而美”的激光切割喷嘴,哪款适合你?
时间:2020-04-02来源:原创文章

切割头喷嘴安装在加工头前端,有助于控制辅助气体的流速和流量进而会影响到激光切割机的切割质量。

那么问题来了 ●

激光切割喷嘴类型的选择对切割品质的影响有多大?

目前有哪些喷嘴?

该如何选择喷嘴?

有哪些“小而美”的配件

能使你的激光切割效果大大提高

第27期【Rayclass | 锐课堂】

带您了解

激光切割喷嘴

活性气体激光切割

 

?激光光束的能量在反应气体(O2)中加热材料至高于母材燃点的温度

Fe+½O2→FeO

(氧化反应形成氧化铁)

一旦切缝形成,材料就会从近乎垂直的切前面(薄的熔融层)被移除,切割过程中母材对激光能量的吸收主要是在这一层熔融层。受热材料的气化,底部喷渣,材料的热传导和熔化都会造成切割过程中热量的流失和损耗,因此为了满足加工效率,激光功率,工艺参数,切割头光学配比和喷嘴的选择就变得尤为重要。

切割条纹-当切割速度较慢时会造成切缝两边局部过多的热量沉积,从而导致断面条纹粗糙甚至会出现烧边现象。

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切割速度快(左图)切割速度慢(右图)

激光切割喷嘴概述

?喷嘴在激光切割中起着非常重要的作用,它的主要目的是将辅助气体释放到切割材料表面和切缝中,使在切割过程中产生的熔融状和气化的母材被排走,留下一个干净的切口。

如果喷嘴设计和维护不当,加工精度不够,就会造成气体的流速减弱,气流方向变得不稳定从而影响切割过程中材料的移除最终导致切割效果不理想。

目前主要有两种喷嘴设计: “低速喷嘴” (气体流速小于音速) 和“高速喷嘴” (气体流速接近音速) 。影响喷嘴性能的因素有切割头腔体气压,喷嘴直径,喷嘴内部形和喷嘴出口形状。

低速喷嘴 VS 高速喷嘴

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低速喷嘴

 

?Laval高速喷嘴

 

 

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为什么要选择高速喷嘴?

有些材料如不锈钢和铝合金很难保证切割断面底部完全没有毛刺,因为它们的熔融态金属具有很强的粘性,因此在气流流速很低的情况下不易被移除,在断面底部重凝固形成毛刺。

高速喷嘴的工作原理与火箭和喷气发动机的排气原理相同,对进入喷嘴的气体有加速的作用,因此高速喷嘴对于粘性材料的切割能产生更好的效果。

而如果使用普通低速喷嘴,工件表面会气压随着切割高度的变化而产生较大的波动,导致切割效果不理想。

 

锐科激光12kW光纤激光器

切割低碳钢板Q235B案例展示

断面质量与喷嘴的关系

 

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?喷嘴温度:温度上升影响陶瓷环电容值从而造成跟随不稳定,连续生产时断面质量不可控。

 

不同喷嘴对应的

12kW光纤激光器切割效果

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12~14                                                                1.2E~1.4Emm

16~20                                                               1.4E~1.6Emm

22~30                                                              1.6E~1.8Emm

 

双层高速喷嘴切割效果

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16mm碳钢Q235B

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18mm碳钢Q235B

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20mm碳钢Q235B

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25mm碳钢Q235B

单层高速喷嘴

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30mm碳钢Q235B

切割速度0.8~1m/min

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