Στον τομέα της κοπής με λέιζερ, ειδικά για την επεξεργασία μετάλλων υψηλής ανακλαστικότητας όπως ο χαλκός, ο ορείχαλκος και τα κράματά τους, η επιλογή του ακροφυσίου κοπής είναι ζωτικής σημασίας. Μεταξύ αυτών, το μονό ψεκασμό και ο διπλός ψεκασμός είναι οι δύο κύριες δομικές μορφές, οι οποίες έχουν θεμελιώδεις διαφορές στον σχεδιασμό, την αρχή λειτουργίας και τα εφαρμόσιμα σενάρια.
1. Δομικές Διαφορές Σχεδιασμού
Μονό ακροφύσιο
Η δομή αποτελείται από ένα μόνο κανάλι αερίου. Στο εσωτερικό, αποτελείται συνήθως από έναν κώνο (δακτύλιο στροβίλου) και το σώμα του ακροφυσίου, σχηματίζοντας μια κυκλική διαδρομή ροής αερίου.
Το βοηθητικό αέριο υψηλής πίεσης (συνήθως άζωτο ή συμπιεσμένος αέρας χωρίς οξυγόνο) εκτοξεύεται από αυτό το δακτυλιοειδές κανάλι ροής, σχηματίζοντας μια συγκλίνουσα και ευθυγραμμισμένη ροή αερίου.
Διπλό ακροφύσιο
Η δομή αποτελείται από δύο ανεξάρτητα και ομοαξονικά κανάλια αερίου. Το εσωτερικό στρώμα είναι το κύριο κανάλι αερίου κοπής, του οποίου η δομή είναι παρόμοια με αυτή ενός μονό ακροφυσίου. Το εξωτερικό στρώμα είναι ένα επιπλέον, ανεξάρτητο δακτυλιοειδές κανάλι αερίου.
Η δομή διπλής έγχυσης επιτρέπει σε δύο αέρια (ή στο ίδιο αέριο αλλά σε διαφορετικές πιέσεις) να λειτουργούν ταυτόχρονα μέσω των εσωτερικών και εξωτερικών καναλιών.
II. Μηχανισμός Λειτουργίας και Βασικές Λειτουργίες
Μηχανισμός Λειτουργίας ενός Μονό Ακροφυσίου
Η βασική του λειτουργία είναι να δημιουργεί ένα σταθερό και υψηλής ταχύτητας πίδακα αερίου. Αυτή η ροή αερίου έχει τρία κύρια αποτελέσματα:
Σχηματισμός προστασίας: Απομακρύνει το λιωμένο μέταλλο στην άκρη κοπής για να ολοκληρωθεί η κοπή.
Προστασία του φακού: Αποτρέπει τα μεταλλικά πιτσιλίσματα που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία κοπής από το να μολύνουν και να καταστρέψουν τον φακό εστίασης από κάτω.
Βοηθητική ψύξη: Για την ψύξη των εσωτερικών εξαρτημάτων της κεφαλής κοπής.
Κατά την κοπή υλικών υψηλής ανάκλασης, ο σχεδιασμός ροής αέρα μονό ακροφυσίου, ειδικά όταν συνδυάζεται με τη διαδρομή αερίου στροβίλου, μπορεί να διασκορπίσει και να εξασθενίσει αποτελεσματικά την ενέργεια λέιζερ που αντανακλάται στο εσωτερικό του ακροφυσίου, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο ζημιάς του ίδιου του ακροφυσίου από το ανακλώμενο φως.
Ο μηχανισμός λειτουργίας του διπλού ακροφυσίου
Ο μηχανισμός λειτουργίας του βασίζεται στην αρχή της προστασίας κουρτίνας αέρα. Οι εσωτερικές και εξωτερικές ροές αέρα συνεργάζονται:
Εσωτερική ροή αέρα: Σύμφωνη με τη λειτουργία του μονό ακροφυσίου, είναι υπεύθυνη για την κύρια εργασία κοπής, δηλαδή τη διάτρηση του υλικού και την απομάκρυνση της σκωρίας.
Εξωτερική ροή αέρα: Σχηματίζει μια "κουρτίνα αέρα" που περιβάλλει την εσωτερική κύρια ροή αέρα. Η κύρια λειτουργία αυτής της κουρτίνας αέρα είναι:
Ενισχυμένη αντι-αντανάκλαση: Η εξωτερική ροή αέρα μπορεί να ψύξει και να καθαρίσει πιο αποτελεσματικά την τελική επιφάνεια του ακροφυσίου και να εμποδίσει και να διασκορπίσει περαιτέρω την ενέργεια λέιζερ που αντανακλάται από την επιφάνεια του τεμαχίου, παρέχοντας ένα υψηλότερο επίπεδο προστασίας για το ακροφύσιο και την κεφαλή κοπής.
Βελτίωση της σταθερότητας κοπής: Η εξωτερική ροή αέρα βοηθά στη σταθεροποίηση της εσωτερικής κύριας ροής αέρα, μειώνοντας την αναταραχή μέσα στην άκρη κοπής, επιτυγχάνοντας έτσι δυνητικά μια πιο ομαλή επιφάνεια κοπής.
III. Σύγκριση Παραμέτρων Απόδοσης και Σενάρια Εφαρμογής
Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των ακροφυσίων κοπής χαλκού μονό ακροφυσίου και διπλού ακροφυσίου έγκειται στον σχεδιασμό και τον έλεγχο του πεδίου ροής αερίου. Το μονό ακροφύσιο επιτυγχάνει κοπή και βασική προστασία μέσω μιας μόνο βελτιστοποιημένης ροής αερίου, με οικονομικά και πρακτικά χαρακτηριστικά. Το διπλό ακροφύσιο, μέσω της συνέργειας μιας εσωτερικής και εξωτερικής διπλής στρώσης ροής αερίου, κατασκευάζει ένα πιο ισχυρό σύστημα προστασίας κουρτίνας αερίου, παρέχοντας ένα υψηλότερο παράθυρο διεργασίας και ασφάλεια εξοπλισμού κατά την αντιμετώπιση ακραίων κινδύνων ανάκλασης. Η επιλογή του ακροφυσίου που θα χρησιμοποιηθεί εξαρτάται από το συγκεκριμένο υλικό επεξεργασίας (καθαρότητα, πάχος), τις απαιτήσεις της διαδικασίας (ποιότητα τομής, ταχύτητα) και τις συνολικές εκτιμήσεις κόστους.