Выбор сопла для лазерной резки: Советы по выбору насадок для резки

Вы когда-нибудь сталкивались с проблемой выбора подходящего сопла для лазерной резки? Выбор оптимальной насадки имеет решающее значение для получения чистых, точных срезов и максимальной эффективности. В этой статье мы рассмотрим ключевые факторы, которые необходимо учитывать при принятии этого решения, и предоставим экспертные заключения, которые помогут вам сделать осознанный выбор. Узнайте, как правильно подобранная насадка может поднять результаты лазерной резки на новую высоту.

Оглавление

В сфере лазерной резки эффективность и качество резки имеют первостепенное значение. Одним из часто упускаемых из виду, но критически важных компонентов в этом процессе является сопло для лазерной резки. Несмотря на свой маленький и незаметный вид, сопло играет жизненно важную роль в обеспечении оптимальной производительности. В этой статье мы рассмотрим важность правильного выбора сопла и расскажем о том, как сделать осознанный выбор.

Роль сопла для лазерной резки

Сопло для лазерной резки выполняет несколько важных функций:

  1. Устойчивость к отскоку расплавленных обломков: В процессе резки расплавленный материал может отскочить в сторону сопла. Высококачественное сопло должно быть способно выдержать этот отскок без повреждений.
  2. Контроль диффузии газа: Сопло отвечает за контроль площади и размера диффузии газа. Это очень важно для сохранения целостности разреза и обеспечения фокусировки и эффективности лазерного луча.

I. Есть ли большая разница между насадками разного качества?

Важность качества сопла при лазерной резке

Качество сопла, используемого в головке для лазерной резки, существенно влияет на производительность и достигаемые результаты. Материал и точность сопла оказывают непосредственное влияние на несколько ключевых факторов:

  • Проводимость и теплопроводность
  • Простота настройки
  • Защита оптики головки лазерной резки

Высококачественная насадка выполняет важнейшие функции:

  1. Защита чувствительной оптической линзы внутри режущей головки от повреждений
  2. Точное направление потока вспомогательного газа на поверхность материала и пропил
  3. Способствует эффективному удалению расплавленного материала (шлака) для получения чистой кромки

Поэтому качество сопла напрямую влияет как на срок службы режущей головки, так и на качество резки заготовок.

Форсунки OEM и сторонних производителей

Насадки, поставляемые производителем оригинального оборудования (OEM) для режущей головки, как правило, имеют высокую цену. Однако не все сторонние поставщики имеют производственные возможности для выпуска сопел, соответствующих по качеству и точности расходным материалам OEM. Поскольку в последние годы цены на волоконно-лазерные резаки стали более конкурентоспособными, увеличилось ценовое давление и на такие аксессуары, как сопла.

Риски, связанные с жертвованием качеством ради низкой цены

Стремление к максимально низкой цене при пренебрежении вопросами качества таких критически важных компонентов, как сопла, скорее всего, будет непродуктивным. Использование некачественных насадок повышает риск:

  • Недостаточная защита дорогостоящих оптических компонентов
  • Непостоянный поток вспомогательного газа и снижение качества резки
  • Увеличение времени простоя при замене и регулировке форсунок
  • Преждевременный выход из строя, требующий частой замены форсунок

II. Каковы последствия неправильного выбора форсунок?

Выбор и обслуживание сопел в станках лазерной резки имеют решающее значение для обеспечения оптимальной производительности и точности. Неправильный выбор или плохое обслуживание сопел может привести к ряду негативных последствий, существенно влияющих на процесс резки и качество конечного продукта. Вот основные последствия:

1. Снижение точности обработки

Сопла играют решающую роль в направлении лазерного луча и вспомогательного газа в зону резки. Если конструкция сопла не соответствует требованиям или оно плохо обслуживается, точность лазерного луча может быть нарушена. Это может привести к неточностям в траектории резки, в результате чего получатся детали, не соответствующие требуемым техническим характеристикам.

2. Снижение скорости потока газа

Вспомогательный газ, обычно кислород или азот, необходим для процесса резки, поскольку он помогает удалить расплавленный материал из разреза и предотвращает окисление. Неправильно подобранное сопло может ограничить скорость потока газа, что приведет к недостаточной подаче газа в точку реза. Это может привести к низкому качеству резки и повышенному образованию окалины на кромках разрезаемого материала.

3. Нестабильное направление воздушного потока

Сопло должно обеспечивать стабильный и направленный поток воздуха для поддержания чистого и точного реза. Если сопло сконструировано неправильно или повреждено, воздушный поток может стать турбулентным и нестабильным. Такая нестабильность может нарушить процесс резки, что приведет к неравномерному резу и увеличению шероховатости на кромках реза.

4. Неэффективное плавление материалов

Процесс лазерной резки основан на эффективном плавлении и удалении материала. Неправильный выбор сопла может повлиять на способность лазера точно фокусироваться на материале, что приведет к неэффективному плавлению. Эта неэффективность может привести к неполному разрезу, особенно в толстых материалах, что затрудняет или даже делает невозможным достижение желаемой глубины разреза.

5. Производство расплавленных обломков

Когда сопло не может правильно направить вспомогательный газ, в зоне резки могут скапливаться расплавленные отходы. Эти остатки могут прилипать к поверхности материала, вызывая дефекты и требуя дополнительной последующей обработки для очистки. Избыток расплавленного мусора может также повредить сопло и другие компоненты станка лазерной резки.

6. Трудности при резке более толстых материалов

Более толстые материалы требуют точной и мощной лазерной резки. Неправильно подобранное сопло может помешать способности лазера эффективно проникать и резать толстые материалы. Это может привести к неполному разрезу, повышенному износу станка лазерной резки и потенциальному повреждению обрабатываемого материала.

Выбор слишком большой насадки

Неровные верхние полосы и нижние задние линии (слева)
Шероховатые верхние полосы с зубчатыми краями (справа)

Выбор слишком маленькой насадки

Неполная резка (слева) Многослойная резка (справа)

III. Какие бывают типы форсунок?

В контексте обработки листового металла, в частности, при лазерной резке и аналогичных применениях, конструкция сопла играет решающую роль в определении эффективности и качества процесса резки. В основном существует два типа конструкций сопел, основанных на скорости потока газа:

1. Низкоскоростная форсунка

Низкоскоростное сопло характеризуется скоростью потока газа, которая ниже скорости звука. Такие сопла обычно используются в тех случаях, когда требуется высокая точность и контроль над процессом резки. Однако они могут быть не столь эффективны при резке более толстых или вязких материалов из-за меньшей скорости газа.

2. Высокоскоростное сопло

Высокоскоростное сопло работает со скоростью потока газа, близкой к скорости звука. Принцип работы высокоскоростного сопла напоминает механизм выхлопа ракетного или реактивного двигателя, где газ ускоряется при прохождении через сопло. Этот эффект ускорения повышает производительность резки, особенно вязких материалов, обеспечивая более концентрированную и мощную газовую струю.

Факторы, влияющие на производительность форсунок

На производительность как низкоскоростных, так и высокоскоростных форсунок влияют несколько факторов:

Давление газа в полости режущей головки

Давление газа в полости режущей головки имеет решающее значение. Более высокое давление газа позволяет повысить скорость и качество резки за счет более сфокусированной и мощной газовой струи.

Диаметр сопла

Диаметр сопла влияет на скорость потока и концентрацию газовой струи. Меньший диаметр позволяет получить более концентрированную струю, что полезно для точной резки, в то время как больший диаметр может использоваться для резки более толстых материалов.

Внутренняя форма сопла

Внутренняя форма сопла определяет, как направляется и ускоряется газ. Хорошо продуманная внутренняя форма может минимизировать турбулентность и максимизировать эффективность газового потока.

Форма выходного отверстия форсунки

Форма выходного отверстия сопла также играет важную роль в процессе резки. Правильная форма выходного отверстия обеспечивает равномерный поток газа и снижает вероятность появления неровностей на срезе.

Сравнительный анализ

  • Высокоскоростное сопло: Идеально подходит для резки вязких материалов благодаря своей способности ускорять газ, что приводит к образованию более мощной и концентрированной струи. Этот тип сопла позволяет добиться превосходных результатов резки с более гладкими краями и меньшим количеством окалины.
  • Низкоскоростное сопло: Больше подходит для работ, требующих высокой точности и контроля, хотя может испытывать трудности при работе с более толстыми или вязкими материалами. Колебания высоты реза могут привести к колебаниям давления на поверхность, что может ухудшить качество реза.

IV. Как выбрать насадку?

Лазерная резка в настоящее время признана одним из самых эффективных, качественных и точных методов обработки металла. На лазерную резку влияют различные факторы, и сопло - один из них. Выбор подходящего сопла при резке различных материалов может упростить процесс обработки. Но как правильно выбрать подходящее сопло? Давайте посмотрим сегодня.

Важность сопла при лазерной резке

Сопло, также известное как медное сопло, является одним из очень важных компонентов в лазерной резке. Расположенное в нижней части режущей головки, лазерный луч и вспомогательный газ воздействуют на режущий материал через сопло. Его основная функция - собирать вспомогательный газ и создавать высокое давление, выбрасывая его на поверхность и в пропил режущего материала. Это сдувает исходный материал, который расплавился и испарился в процессе резки, оставляя чистый пропил. В то же время он не позволяет загрязняющим веществам, таким как расплавленный шлак и пыль, отскакивать назад, защищая тем самым внутреннюю линзу.

Обеспечение концентричности для оптимальной резки

Для получения более качественных участков резки необходимо контролировать концентричность лазерного луча и центра сопла, что является одним из важных факторов, влияющих на качество резки. Поэтому сопло должно быть соосно с лазерным лучом, чтобы получить лучшие сечения резки.

Влияние несоосного сопла и лазерного пучка

Если центр сопла и центр лазерного луча не соосны, это влияет на качество резки следующим образом:

  1. Отклонение траектории резания: Режущий газ распыляется из центра сопла, которое является центральной точкой, где необходимо разрезать пластину. Если лазер не находится в центре сопла, будет наблюдаться отклонение между точкой действия лазера и фактической траекторией резки, что приведет к заметному несоответствию между фактической резкой и ожидаемым эффектом.
  2. Повреждение форсунки: Если лазер не в центре сопла, луч будет ударяться о внутреннюю стенку сопла во время нормальной работы, что может сильно сжечь сопло и повлиять на фактический эффект резки.

Факторы, которые следует учитывать при выборе насадки

  1. Тип материала: Для разных материалов требуются разные насадки. Например, для резки нержавеющей стали может потребоваться другая насадка, чем для резки алюминия или углеродистой стали.
  2. Толщина материала: Толщина разрезаемого материала влияет на размер сопла. Для более толстых материалов обычно требуются сопла большего размера, чтобы обеспечить более мощный поток газа.
  3. Тип используемого газа: Тип вспомогательного газа (кислород, азот или воздух) может повлиять на выбор сопла. Каждый газ обладает различными свойствами, которые могут повлиять на процесс резки.
  4. Скорость и качество резки: Необходимая скорость и качество резки также определяют выбор форсунки. Для более высоких скоростей резки могут потребоваться форсунки, способные выдерживать более высокое давление и расход.
Апертура сопла головки лазерной резки

Для получения более качественных участков резки необходимо контролировать концентричность лазерного луча и центра сопла, что является одним из важных факторов, влияющих на качество резки. Поэтому сопло должно быть соосно с лазерным лучом, чтобы получить лучшие сечения резки.

Чтобы проверить, соосны ли лазерный луч и сопло, необходимо выполнить следующие действия:

Лазерный луч и сопло соосны
  1. Наклейте кусок прозрачной ленты на отверстие сопла так, чтобы круглый край полностью перекрывал ленту;
  2. Установите мощность прибора около 100 Вт и используйте режим точечной съемки, чтобы облучать прозрачную ленту лазером;
  3. Снимите прозрачную ленту и обратите внимание на соотношение между круговым краем и положением лазерного отверстия.

Если отверстие находится в центре круга, это означает, что лазерный луч и сопло соосны, и регулировка не требуется. Если отверстие не соосно с центром круга или если отверстие не видно (лазерный луч попадает на внутреннюю стенку сопла), необходимо отрегулировать регулировочный винт на головке лазерной резки. Повторяйте шаги 1-3, пока отверстие лазера не совпадет с центром сопла.

Выбор типа форсунки

Однослойные форсунки

Однослойные сопла характеризуются относительно низкой скоростью потока газа. Они обычно используются для резки таких металлов, как нержавеющая сталь, алюминиевый сплав и медь. В качестве вспомогательного газа в таких соплах обычно используется азот. Медленный поток газа подходит для этих материалов, так как помогает добиться более чистого реза без чрезмерного окисления.

Двухслойные форсунки

Двухслойные сопла, с другой стороны, имеют более высокую скорость потока газа, что делает их пригодными для высокоскоростной резки. Они часто используются для резки углеродистой стали, а в качестве вспомогательного газа обычно применяется кислород. Высокоскоростной поток газа повышает эффективность резки, но при этом приводит к почернению поверхности реза из-за окисления.

Выбор размера форсунки

Размер отверстия сопла имеет решающее значение, поскольку он определяет скорость потока газа, воздействующего на режущий материал, что, в свою очередь, влияет на удаление расплавленного материала. Вот некоторые ключевые моменты, которые необходимо учитывать:

  • Скорость потока газа и удаление материала: Большее отверстие сопла обеспечивает более быстрый поток газа, что повышает способность сдувать расплавленный материал с пропила.
  • Толщина пластины: Теоретически для более толстых пластин требуются сопла большего размера, чтобы обеспечить достаточный поток газа для эффективной резки. Однако большие сопла также увеличивают риск разбрызгивания расплавленного материала вверх, что может сократить срок службы линзы.
  • Обслуживание форсунок: Деформированные сопла или сопла с расплавленными каплями могут негативно повлиять на качество резки. Поэтому необходимо обращаться с соплами осторожно, чтобы избежать ударов или деформации, и своевременно очищать любые расплавленные капли.

Факторы, которые следует учитывать при выборе насадки

Потребности в обработке

  • Однослойные форсунки: В основном используется для резки нержавеющей стали и алюминиевых пластин с использованием азота.
  • Двухслойные форсунки: В основном используется для кислородной резки углеродистой стали.

Материал

Насадки обычно изготавливаются из двух материалов:

  • Фиолетовая медь: Обеспечивает лучшую проводимость и тепловые характеристики.
  • Латунь: Обычно используется, но имеет несколько худшие характеристики по сравнению с фиолетовой медью.

Размер

Размер отверстия сопла определяет скорость потока газа и форму газового поля. Рекомендации, основанные на толщине материала, следующие:

  • Ниже 3 мм: Диаметр сопла 1 мм.
  • 3 мм или более: Диаметр сопла 1,5 мм.
  • Более 10 мм: Диаметр сопла 2 мм или выше.

Точность обработки

  • Концентричность: Высококачественное сопло лазерной головки должно иметь концентричность 0,03 мм. Для сопел размером 1,0 мм или менее рекомендуется концентричность 0,02 мм или лучше. Высокоточная концентричность сокращает время первоначальной отладки и минимизирует риск повреждения лазерной головки в результате удара высокоэнергетического лазера о внутреннюю стенку головки.

V. Введение в общие форсунки

Общие форсунки

Существует несколько типов форсунок, обычно используемых в промышленности. Вот некоторые из наиболее распространенных:

Однослойная насадка - S

Особенности: Коническая внутренняя стенка с высокой скоростью потока газа для продувки шлака.

Назначение: Плавильная резка таких материалов, как нержавеющая сталь и алюминиевая пластина.

Двухслойная насадка - D

Особенности: Двухслойная композитная насадка с дополнительным внутренним сердечником на основе однослойной насадки.

Назначение: Двухслойный 2.0 или более для пескоструйной резки углеродистой стали

Высокоскоростная двухслойная насадка - E

Особенности: Насадка имеет заостренную форму, а три отверстия на краю внутренней сердцевины больше, чем у обычной двухслойной насадки.

Назначение: В основном используется для мощной, высокоскоростной и высококачественной резки углеродистой стали толщиной до 20 мм с гладкой и яркой поверхностью.

Высокоскоростная однослойная насадка - SP

Особенности: Насадка имеет заостренную форму с конической внутренней стенкой со ступенчатым дизайном.

Назначение: В основном используется для мощной и высокоскоростной резки углеродистой стали толщиной более 20 мм с получением гладкой и яркой поверхности. Она также подходит для кислородно-фокусирующей резки.

Высокоскоростная однослойная насадка - SD

Особенности: Сопло имеет заостренную форму с конической внутренней стенкой и увеличенной площадью отверстия сопла.

Назначение: В основном используется для высокоскоростной резки углеродистой стали толщиной более 20 мм, обеспечивая плавную и стабильную резку с лучшим качеством реза.

Насадка - B

Особенности: Усовершенствованная по сравнению с однослойной форсункой, форсунка имеет ступенчатый слой на отверстии форсунки.

Назначение: Применяется для мощной резки нержавеющей и углеродистой стали азотом или сжатым воздухом при низком давлении.

VI. Как установить и отрегулировать насадку?

Этапы установки форсунок

  1. Открутите старую насадку:
    • Осторожно снимите имеющуюся насадку, открутив ее от головки лазерной резки. Убедитесь, что станок выключен и остыл, чтобы избежать травм или повреждений.
  2. Установите новую насадку:
    • Установите новое сопло на головку лазерной резки. Затяните ее с соответствующим усилием, обеспечивая надежное крепление, но не перетягивая во избежание повреждения.
  3. Перекалибруйте емкость:
    • После замены сопла очень важно откалибровать емкость. Этот шаг гарантирует, что лазерная режущая головка будет поддерживать точную фокусировку и оптимальную производительность.

Пример: Калибровка сопла головки лазерной резки BLT 12 кВт

Для лазерной режущей головки BLT 12kW необходимо откалибровать фокусную точку в паре с различными соплами. Здесь приведены рекомендуемые фокусные точки для различных насадок:

Двухслойные форсунки

  • 1.2E Насадка:
    • Подходит для резки листов углеродистой стали толщиной 3 мм-12 мм.
    • Рекомендуемые фокусные точки: 5-11.
  • 1.4E Форсунка:
    • Рекомендуемые фокусные точки: 9-14.
  • 1.6E Форсунка:
    • Рекомендуемые фокусные точки: 11-16.
  • 1.8E Насадка:
    • Рекомендуемые фокусные точки: 13-18.

Однослойные форсунки SP

  • 1.2 Сопло:
    • Рекомендуемые фокусные точки: 8-13.
  • 1.4 Форсунка:
    • Рекомендуемые фокусные точки: 10-15.
  • 1,6 Форсунка:
    • Рекомендуемые фокусные точки: 12-17.
  • 1,8 Сопло:
    • Рекомендуемые координационные центры: 14-19.

Важность правильной установки и калибровки

Правильная установка и калибровка сопла имеют решающее значение для обеспечения оптимальной производительности и качества резки. Неправильная установка или калибровка могут привести к плохим результатам резки, повышенному износу станка и потенциальному повреждению заготовки. Для достижения наилучших результатов всегда следуйте указаниям и рекомендациям производителя по установке и калибровке насадки.

VII. Рекомендации по применению общих форсунок

При выборе сопел для лазерной резки углеродистой стали с использованием кислорода решающими факторами являются мощность лазера и толщина материала. Ниже приведены предлагаемые сопла в зависимости от мощности лазера и толщины материала:

ЛазерТолщина резки (резка углеродистой стали на светлой поверхности с использованием кислорода)Предлагаемая насадка
Лазер малой мощности (≤6000 Вт)16-20 мм1,4D-1,6D общая коническая насадка
Лазер высокой мощности (≥6000 Вт, с использованием Raycus 12 кВт в качестве примера)3-12 ммДвухслойная высокоскоростная насадка 1,2E
12-14 ммДвухслойное высокоскоростное сопло 1,2B-1,4E
16-20 ммДвухслойная высокоскоростная насадка 1,4E-1,6E
22-35 ммОднослойная высокоскоростная насадка SP1.4-SP1.8
или
Двухслойная высокоскоростная насадка 1,4E-1,8E
35-40 ммОднослойная высокоскоростная насадка SP1.6-SP1.8
или
Двухслойная высокоскоростная насадка 1,6E-1,8E

Соображения по поводу качества

Качество насадок, представленных на рынке, может значительно отличаться. Рекомендуется тщательно выбирать насадки в соответствии с приведенными выше характеристиками и приобретать их через проверенные и регулярные каналы, чтобы обеспечить оптимальную производительность и качество резки.

Соблюдая эти рекомендации, вы сможете добиться эффективных и качественных результатов резки углеродистой стали с помощью лазерной технологии.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Вам также может понравиться
Мы выбрали их специально для вас. Читайте дальше и узнавайте больше!

Выбор вспомогательного газа для лазерной резки оцинкованной стали

Почему лазерная резка оцинкованных стальных листов так сложна и в то же время крайне важна в современном производстве? В этой статье рассматриваются трудности, возникающие при лазерной резке оцинкованной стали, и рассматриваются решения, связанные с...
Факторы, влияющие на качество лазерной резки

9 ключевых факторов, влияющих на качество лазерной резки

Вы когда-нибудь задумывались, как достигается точность лазерной резки? В этой статье рассматриваются важнейшие факторы, влияющие на качество лазерной резки, такие как состояние сопла, положение фокуса и давление вспомогательного газа. По...
Основы лазерной резки

Основы лазерной резки: Ваше полное руководство

Вы когда-нибудь задумывались, как сложные конструкции вырезаются с такой точностью на различных материалах? Эта статья открывает увлекательный мир лазерной резки, исследуя ее технику и применение. По...
Почему нельзя выбирать низкокачественные защитные линзы для головки лазерной резки

Защитная линза для головки лазерной резки: почему качество имеет значение?

Вы когда-нибудь задумывались, почему простая линза может сделать или сломать операцию лазерной резки? В этой статье раскрывается критическая роль высококачественных защитных линз в головках для лазерной резки. Вы узнаете...
Револьверный штамп против лазерной резки

Револьверный пуансон против лазерной резки: Что подойдет для вашего проекта?

Вы выбираете между револьверной штамповкой и лазерной резкой для своего следующего проекта? Понимание их уникальных преимуществ и ограничений имеет решающее значение. В этой статье мы рассмотрим возможности обеих технологий,...
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.