Lazer kesim alanında, özellikle bakır, pirinç ve alaşımları gibi yüksek yansıtma özelliğine sahip metallerin işlenmesinde, kesme nozülünün seçimi hayati öneme sahiptir. Bunlar arasında, tek püskürtme ve çift püskürtme, tasarım, çalışma prensibi ve uygulanabilir senaryolar açısından temel farklılıklara sahip iki ana yapısal formdur.
1. Yapısal Tasarım Farklılıkları
Tek nozül
Yapı, tek bir gaz kanalından oluşur. İçeride tipik olarak bir koni (vorteks halkası) ve nozül gövdesinden oluşur ve dairesel bir gaz akış yolu oluşturur.
Yüksek basınçlı yardımcı gaz (genellikle azot veya oksijensiz sıkıştırılmış hava) bu halka şeklindeki akış kanalından dışarı püskürtülerek, birleşen ve kolimatlanmış bir gaz akışı oluşturur.
Çift nozül
Yapı, iki bağımsız ve eş eksenli gaz kanalından oluşur. İç katman, tek bir nozülün yapısına benzer bir yapıya sahip olan ana kesme gazı kanalıdır. Dış katman ise ek, bağımsız bir halka şeklindeki gaz kanalıdır.
Çift enjeksiyon yapısı, iki gazın (veya aynı gazın ancak farklı basınçlarda) iç ve dış kanallar aracılığıyla aynı anda çalışmasını sağlar.
II. Çalışma Mekanizması ve Temel İşlevler
Tek Nozülün Çalışma Mekanizması
Temel işlevi, yüksek hızlı ve kararlı bir gaz jeti oluşturmaktır. Bu gaz akışının üç ana etkisi vardır:
Koruma oluşturma: Kesimi tamamlamak için kesme kenarındaki erimiş metali uzaklaştırır.
Merceği koruma: Kesme işlemi sırasında oluşan metal sıçramalarının, aşağıdaki odaklama merceğini kirletmesini ve zarar vermesini engeller.
Yardımcı soğutma: Kesme kafasının iç bileşenlerini soğutmak için.
Yüksek yansıtma özellikli malzemeler kesilirken, tek nozüllü hava akışı tasarımı, özellikle vorteks gaz yolu ile birleştirildiğinde, nozülün içine yansıyan lazer enerjisini etkili bir şekilde dağıtabilir ve zayıflatabilir, böylece nozülün kendisinin yansıyan ışıktan zarar görme riskini azaltır.
Çift nozülün çalışma mekanizması
Çalışma mekanizması, hava perdesi koruma prensibine dayanmaktadır. İç ve dış hava akışları birlikte çalışır:
İç hava akışı: Tek nozül fonksiyonu ile tutarlıdır, ana kesme görevinden, yani malzemeyi delmekten ve cürufu uzaklaştırmaktan sorumludur.
Dış hava akışı: İç ana hava akışını çevreleyen bir "hava perdesi" oluşturur. Bu hava perdesinin ana işlevi şudur:
Geliştirilmiş yansıma önleme: Dış hava akışı, nozül uç yüzünü daha etkili bir şekilde soğutabilir ve temizleyebilir ve ayrıca iş parçası yüzeyinden geri yansıyan lazer enerjisini daha da engelleyebilir ve dağıtabilir, bu da nozül ve kesme kafası için daha yüksek bir koruma seviyesi sağlar.
Kesme kararlılığını iyileştirme: Dış hava akışı, iç ana hava akışını stabilize etmeye yardımcı olur, kesme kenarındaki türbülansı azaltır, böylece potansiyel olarak daha pürüzsüz bir kesme yüzeyi elde edilir.
III. Performans Parametrelerinin ve Uygulama Senaryolarının Karşılaştırılması
Tek nozül ve çift nozüllü bakır kesme nozülleri arasındaki temel fark, gaz akış alanının tasarımı ve kontrolünde yatmaktadır. Tek nozül, tek bir optimize edilmiş gaz akışı aracılığıyla kesme ve temel koruma sağlar ve ekonomik ve pratik özelliklere sahiptir. Çift nozül, iç ve dış çift katmanlı bir gaz akışının sinerjisi yoluyla, aşırı yansıma riskleriyle başa çıkarken daha yüksek bir işlem penceresi ve ekipman güvenliği sağlayan daha güçlü bir gaz perdesi koruma sistemi oluşturur. Hangi nozülün kullanılacağı seçimi, belirli işleme malzemesine (saflık, kalınlık), işlem gereksinimlerine (kesit kalitesi, hız) ve genel maliyet hususlarına bağlıdır.