ในด้านการตัดด้วยเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการแปรรูปโลหะที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น ทองแดง ทองเหลือง และโลหะผสมต่างๆ การเลือกหัวฉีดตัดมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในบรรดาหัวฉีดเหล่านี้ แบบฉีดเดี่ยวและแบบฉีดคู่เป็นสองรูปแบบโครงสร้างหลัก ซึ่งมีความแตกต่างพื้นฐานในด้านการออกแบบ หลักการทำงาน และสถานการณ์ที่เหมาะสม
1. ความแตกต่างในการออกแบบโครงสร้าง
หัวฉีดเดี่ยว
โครงสร้างประกอบด้วยช่องแก๊สเดียว ภายในมักประกอบด้วยกรวย (วงแหวนวน) และตัวหัวฉีด ซึ่งก่อให้เกิดเส้นทางไหลของแก๊สแบบวงกลม
แก๊สช่วยแรงดันสูง (โดยปกติคือไนโตรเจนหรืออากาศอัดปราศจากออกซิเจน) จะถูกพ่นออกมาจากช่องทางไหลแบบวงแหวนนี้ ก่อให้เกิดการไหลของแก๊สที่บรรจบกันและขนานกัน
หัวฉีดคู่
โครงสร้างประกอบด้วยช่องแก๊สอิสระและแกนร่วมกันสองช่อง ชั้นในเป็นช่องแก๊สตัดหลัก ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับหัวฉีดเดี่ยว ชั้นนอกเป็นช่องแก๊สวงแหวนเพิ่มเติมและเป็นอิสระ
โครงสร้างแบบฉีดคู่ช่วยให้แก๊สสองชนิด (หรือแก๊สชนิดเดียวกันแต่มีแรงดันต่างกัน) ทำงานพร้อมกันผ่านช่องทางด้านในและด้านนอกได้
II. กลไกการทำงานและฟังก์ชันหลัก
กลไกการทำงานของหัวฉีดเดี่ยว
ฟังก์ชันหลักคือการสร้างกระแสแก๊สความเร็วสูงและเสถียร การไหลของแก๊สนี้มีผลกระทบหลักสามประการ:
การสร้างการป้องกัน: เป่าโลหะหลอมเหลวที่ขอบตัดออกไปเพื่อทำการตัดให้เสร็จสิ้น
การปกป้องเลนส์: ป้องกันเศษโลหะที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการตัดจากการปนเปื้อนและความเสียหายต่อเลนส์โฟกัสที่อยู่ด้านล่าง
การช่วยระบายความร้อน: เพื่อระบายความร้อนให้กับส่วนประกอบภายในของหัวตัด
เมื่อทำการตัดวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูง การออกแบบการไหลของอากาศแบบหัวฉีดเดี่ยว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับเส้นทางแก๊สแบบวน สามารถกระจายและลดทอนพลังงานเลเซอร์ที่สะท้อนกลับเข้าไปในภายในหัวฉีดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงที่หัวฉีดจะได้รับความเสียหายจากแสงสะท้อน
กลไกการทำงานของหัวฉีดคู่
กลไกการทำงานขึ้นอยู่กับหลักการป้องกันด้วยม่านอากาศ การไหลของอากาศภายในและภายนอกทำงานร่วมกัน:
การไหลของอากาศภายใน: สอดคล้องกับฟังก์ชันหัวฉีดเดี่ยว มีหน้าที่ในการตัดหลัก กล่าวคือ เจาะทะลุวัสดุและเป่าเอาสแลกออกไป
การไหลของอากาศภายนอก: ก่อตัวเป็น "ม่านอากาศ" ที่ล้อมรอบการไหลของอากาศหลักภายใน ฟังก์ชันหลักของม่านอากาศนี้คือ:
การเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันการสะท้อน: การไหลของอากาศภายนอกสามารถระบายความร้อนและทำความสะอาดพื้นผิวปลายหัวฉีดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังสามารถปิดกั้นและกระจายพลังงานเลเซอร์ที่สะท้อนกลับมาจากพื้นผิวชิ้นงานได้อีกด้วย ซึ่งช่วยให้การป้องกันหัวฉีดและหัวตัดในระดับที่สูงขึ้น
การปรับปรุงเสถียรภาพในการตัด: การไหลของอากาศภายนอกช่วยรักษาเสถียรภาพของการไหลของอากาศหลักภายใน ลดความปั่นป่วนภายในขอบตัด ซึ่งอาจทำให้ได้พื้นผิวการตัดที่เรียบเนียนขึ้น
III. การเปรียบเทียบพารามิเตอร์ประสิทธิภาพและสถานการณ์การใช้งาน
ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างหัวฉีดตัดทองแดงแบบหัวฉีดเดี่ยวและหัวฉีดคู่คือการออกแบบและการควบคุมสนามการไหลของแก๊ส หัวฉีดเดี่ยวทำการตัดและการป้องกันขั้นพื้นฐานผ่านการไหลของแก๊สที่ปรับให้เหมาะสมเพียงครั้งเดียว โดยมีลักษณะทางเศรษฐกิจและการใช้งานจริง หัวฉีดคู่ผ่านการทำงานร่วมกันของการไหลของแก๊สสองชั้นภายในและภายนอก สร้างระบบป้องกันม่านแก๊สที่ทรงพลังยิ่งขึ้น ซึ่งให้หน้าต่างกระบวนการและความปลอดภัยของอุปกรณ์ที่สูงขึ้นเมื่อจัดการกับความเสี่ยงจากการสะท้อนแสงที่รุนแรง การเลือกใช้หัวฉีดใดขึ้นอยู่กับวัสดุการประมวลผลเฉพาะ (ความบริสุทธิ์ ความหนา) ข้อกำหนดของกระบวนการ (คุณภาพส่วน ความเร็ว) และข้อควรพิจารณาด้านต้นทุนโดยรวม