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什么是超音速喷嘴,超音速喷嘴与普通喷嘴有什么区别?

11, 2020

by 欧锐激光



喷嘴在激光切割过程中起到的作用是举足轻重的,此处我们就不再赘述。但是我们必须要知道的是辅助气体作用,辅助气体在切割过程中除了排渣作用之外,还有以下三个重要作用:

 

1. 可以加快切缝侧面的冷却速度,减小激光切割热影响区,利于形成光滑切割面。

2. 氧气作为辅助气体时,氧化反应可以提供热源,实现厚板切割,但是由于金属氧化物黏度较大,氧气辅助切割主要用于碳钢

3. 惰性气体作为辅助气体时,能够保护切割口表面免于发生氧化反应,同时保护切缝中材料特性不发生变化,从而形成统一洁净的切割面。

 

小贴士:一般激光切割喷嘴分为单、双层,单层喷嘴用干熔化切割,即用空气、氮气做辅助气体,通常用于切割不锈钢、铝合金、黄铜等;双层喷嘴一般用于氧化切割,即使用氧气作辅助气体,通常用于切割碳钢。

 

什么是亚音速喷嘴?

 

抛除喷嘴的品牌、形状和型号来说,目前市面上主流的主要有两种喷嘴设计: “低速喷嘴气体流速小于音速“高速喷嘴”气体流速接近音速以上两种喷嘴均为“亚音速喷嘴”,因为经过喷嘴的气体流速都小于音速。


喷嘴种类.png

 

什么是超音速喷嘴?

 

类比而言,我们可以知道,超音速喷嘴就是通过喷嘴的气体流速大于音速的喷嘴。其结构可以简单的这样表示:

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为什么使用超音速喷嘴?


 

1】氧化物黏度的影响

在激光切割的所有工艺参数中,辅助气体压力与气体流动特性是影响切割质量的重要因素。在钢质厚板切割时,例如碳钢,使用氧气作为辅助气体,因为铁的氧化物黏度较低,比较容易从切口中去除。

 

正常情况下,虽然碳钢的激光切割切口侧面含有铁氧化物薄层,大多数情况下,激光切割碳钢切割面质量还是可以接受的。但是由于不锈钢中含有铬,而熔融氧化铬有较高的黏度,容易黏结在切口侧壁,所以同样使用氧气作为辅助气体,不锈钢的加工质量要比碳钢差。如果此时气体压力不高,那很难将这些氧化物去除。

 

同样的问题在切割铝与钛合金时也会出现,因为熔融的铝、钛氧化物也有较高的黏度,为了获得好的切割质量必须要求辅助气体具有更高压力。实际上,Cr、Al、Ti 合金都是难切割材料。

 

2】熔融状态下熔渣黏度的影响

以惰性气体作为辅助气体的激光切割,从某种程度上能够减轻上面问题的影响,但是惰性气体通常要工作在很高的压力范围 8~25Bar,切口中的熔融金属在气流剪切力作用下才能够被带走。因为气流中没有氧气,切口中不会形成金属氧化物,一般情况下,熔融状态的纯金属比其氧化物的黏度要小的多,能够比较容易被吹走,因此容易形成较小的热影响区以及更光滑和无氧化物杂质的切割表面。

 

所以,超音速喷嘴的特殊结构能够将辅助气体的压力几乎能全部转化为动力学能,吹除熔渣,实现较为完美的激光切割面。

 

综上所述,用户可以根据售后工程师的建议结合所购买的欧锐激光切割机的型号酌情选择是否可以使用超音速喷嘴,毕竟超音速喷嘴的切割效果是非常好的。


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