W dziedzinie cięcia laserowego, zwłaszcza w przypadku obróbki metali o wysokim współczynniku odbicia, takich jak miedź, mosiądz i ich stopy, wybór dyszy tnącej ma zasadnicze znaczenie. Wśród nich, pojedynczy i podwójny strumień to dwie główne formy konstrukcyjne, które mają fundamentalne różnice w projekcie, zasadzie działania i zastosowaniach.
1. Różnice w konstrukcji
Pojedyncza dysza
Konstrukcja składa się z pojedynczego kanału gazowego. Wewnątrz zazwyczaj składa się z stożka (pierścienia wirowego) i korpusu dyszy, tworząc okrągłą ścieżkę przepływu gazu.
Wysokociśnieniowy gaz pomocniczy (zazwyczaj azot lub sprężone powietrze beztlenowe) jest wyrzucany z tego pierścieniowego kanału przepływu, tworząc zbieżny i skolimowany strumień gazu.
Podwójna dysza
Konstrukcja składa się z dwóch niezależnych i współosiowych kanałów gazowych. Warstwa wewnętrzna to główny kanał gazu tnącego, którego konstrukcja jest podobna do tej w pojedynczej dyszy. Warstwa zewnętrzna to dodatkowy, niezależny pierścieniowy kanał gazowy.
Konstrukcja z podwójnym wtryskiem umożliwia jednoczesne działanie dwóch gazów (lub tego samego gazu, ale pod różnym ciśnieniem) przez kanały wewnętrzne i zewnętrzne.
II. Mechanizm działania i kluczowe funkcje
Mechanizm działania pojedynczej dyszy
Jego główną funkcją jest generowanie szybkiego i stabilnego strumienia gazu. Ten przepływ gazu ma trzy główne efekty:
Tworzenie ochrony: Zdmuchnięcie stopionego metalu z krawędzi cięcia w celu zakończenia cięcia.
Ochrona soczewki: Zapobieganie zanieczyszczeniu i uszkodzeniu soczewki skupiającej znajdującej się poniżej przez odpryski metalu generowane podczas procesu cięcia.
Chłodzenie pomocnicze: Chłodzenie elementów wewnętrznych głowicy tnącej.
Podczas cięcia materiałów o wysokim współczynniku odbicia, konstrukcja przepływu powietrza w pojedynczej dyszy, zwłaszcza w połączeniu ze ścieżką gazu wirowego, może skutecznie rozpraszać i osłabiać energię lasera odbitą do wnętrza dyszy, zmniejszając w ten sposób ryzyko uszkodzenia samej dyszy przez odbite światło.
Mechanizm działania podwójnej dyszy
Jego mechanizm działania opiera się na zasadzie ochrony kurtyną powietrzną. Wewnętrzne i zewnętrzne przepływy powietrza współdziałają:
Przepływ wewnętrzny: Zgodny z funkcją pojedynczej dyszy, odpowiada za główne zadanie cięcia, a mianowicie przebijanie materiału i zdmuchiwanie żużla.
Przepływ zewnętrzny: Tworzy „kurtynę powietrzną”, która otacza wewnętrzny główny przepływ powietrza. Główną funkcją tej kurtyny powietrznej jest:
Zwiększona ochrona przed odbiciem: Zewnętrzny przepływ powietrza może skuteczniej chłodzić i czyścić czoło dyszy oraz dodatkowo blokować i rozpraszać energię lasera odbitą z powierzchni obrabianego przedmiotu, zapewniając wyższy poziom ochrony dyszy i głowicy tnącej.
Poprawa stabilności cięcia: Zewnętrzny przepływ powietrza pomaga ustabilizować wewnętrzny główny przepływ powietrza, zmniejszając turbulencje w obrębie krawędzi cięcia, co potencjalnie pozwala na uzyskanie gładszej powierzchni cięcia.
III. Porównanie parametrów wydajności i scenariuszy zastosowań
Podstawowa różnica między dyszami do cięcia miedzi z pojedynczym i podwójnym strumieniem polega na konstrukcji i kontroli pola przepływu gazu. Pojedyncza dysza zapewnia cięcie i podstawową ochronę poprzez pojedynczy, zoptymalizowany przepływ gazu, charakteryzujący się cechami ekonomicznymi i praktycznymi. Podwójna dysza, dzięki synergii wewnętrznego i zewnętrznego dwuwarstwowego przepływu gazu, buduje potężniejszy system ochrony kurtyną gazową, zapewniając wyższe okno procesowe i bezpieczeństwo sprzętu podczas radzenia sobie z ekstremalnymi zagrożeniami odbiciem. Wybór dyszy zależy od konkretnego materiału obróbki (czystość, grubość), wymagań procesowych (jakość przekroju, prędkość) i ogólnych kosztów.