Санкт-Петербург
+7 (800) 777-17-87
Адрес
192019, г. Санкт-Петербург, Глухоозёрское шоссе, 12Ж
  • Лазерные станки по металлу
  • Статья

Как выбрать сопла для лазерной резки металла

В этой статье мы расскажем про сопла для лазерной резки металла

Из каких материалов производится сопло и какие задачи решает

Сопло является одним из расходных элементов лазерного станка. Эта деталь используется в конструкции системы лазерной головы для исключения окисления или подгорания нагретых поверхностей.

Подавляющее большинство моделей сопел выполняется из меди, так как этот материал хорошо рассеивает тепло и сохраняет ёмкостные характеристики при значительных температурах

Отдельные версии имеют хромовое покрытие. Задачей последнего является исключение вероятности налипания выдуваемых из зоны реза капель расплава.

Сопла для лазерной резки металла

Сопловая часть устанавливается в лазерной голове сразу за оптической системой.

Благодаря ему решаются следующие задачи:

  • Подача к зоне реза рабочих газов, с регулировкой расхода. При этом повышается качество кромок и исключается возникновение наплывов;
  • Обеспечение соосности газовой струи и лазерного луча;
  • Небольшая защита оптики лазера.

Непосредственно на сопло замыкается контакт датчика слежения (чаще всего, через керамический изолятор). Последний формирует сигналы, позволяющие выдерживать при работе заданное расстояние между соплом и поверхностью заготовки.

Любое сопло, независимо от модели и бренда, имеет уплотнительные, зажимные, керамические кольца, проставки, корпусные детали

Чем активнее используется головка, тем чаще следует менять сопла. 

Классификация существующих типов сопел

С учётом материала обрабатываемой заготовки, для выполнения реза используется один или два разных газа. Соответственно, применяются одинарное или двойное сопло.

Одинарное (однослойное) сопло используется при работе на атмосферном воздухе, газовых средах условно-инертных, инертных (азот, аргон). Эти газы предупреждают окисление. Эта способность обусловила их востребованность для работы с высоколегиррованными марками стали, титаном, алюминием, латунью, так как позволяет получить кромку высокого качества.

Одновременно поступающие газы охлаждают кромки реза, исключая их тепловые деформации. Выполняют защиту оптики головы от брызг расплавов, разогретых до высоких температур.

При кислородной резке газ способствует окислению низколегированных (чёрных) сталей. Процесс является экзотермическим (выделяется существенное количество тепла), но процесс значительно ускоряется.

Двойное (двухслойное) сопло имеет специальную вставку, для подачи двух различных газов. Чаще всего, подобные модели используются при кислородной резке. Внутренний слой – кислород высокой чистоты (для 5.0 она составляет 99,999%).

Малейший подсос атмосферного воздуха, иных газов, приводит к изменению параметров горения и, соответственно, рабочих характеристик станка. Поэтому внешний слой газов является своеобразным защитным «кожухом» для внутреннего газового столба.

Величина диаметра проходного отверстия в соплах обратно пропорциональна создаваемому давлению

Рассматривать конкретные цифры не имеет смысла, так как в каждом конкретном случае у вас будут свои значения, определяемые мощностью, фокусным расстоянием, расстоянием, иными параметрами. 

Диаметр проходного отверстия

Непосредственное влияние на скорость и качество раскроя оказывает конструкция сопла и диаметр проходного отверстия. С его увеличением возрастает расход подаваемых газов, меняется площадь сечения газового столба, форма потока, его скорость.

Пример. При мощности компрессора (газогенератора) в 15 атм сквозь сопло диаметром 1 мм будет проходить примерно 0.14 м3/мин. Через 3.5 мм уже 1.8 м3/мин. Увеличение мощности подающего агрегата до 25 атм увеличит расход, в последнем случае, примерно до 3 м3/мин.

Варианты конструктивного исполнения

Существует несколько версий сопел:

  • Усечённый конус;

Это наиболее распространённая форма сопла, свойственная и одинарным, и двойным видам. Например, сопло Trumpf марки TR301-4561, является универсальным.  

  • «Сомбреро»;

Своё наименование получила за визуальную схожесть с этим мексиканским головным убором. Здесь конусная часть имеет увеличенную высоту и малые углы наклона боковых граней. Отлично подходит для резки близкорасположенных контуров (не наползает на соседнюю кромку).

К недостаткам относится существенно меньшее время, которое имеется у датчика для предотвращения вероятного удара сопла о кромку реза заготовки. Это может привести к повреждению покрытия или керамического кольца. 

  • «Сомбреро» с параболическими стенками;

Альтернативное решение, в конструкции которого удалось предотвратить вероятность возникновения удара является модернизированная версия. Подобная конфигурация позволяет плавно «обтекать» препятствие.

  • «Сомбреро» с закруглённой вершиной.

Востребовано для работы с заготовками, толщина которых менее 0.3 мм. Сопла с плоской головкой, при отводе от заготовки после выполнения реза, тянут её за собой. Через несколько миллиметров она отлипает, однако точность реза уже сбивается. Сферическая головка исключает подобное развитие событий. Широко востребовано при обработке трёхмерных заготовок.

Сопла для лазерного станка по металлу

Все вышеназванные варианты исполнения сопел могут иметь посадочную грань (в сечении) в форме круга или шестигранника

Единственное различие между этими вариантами заключается в возможности применения шестигранных версий на станках с автоматической сменой сопел. Если автоматика отсутствует, форма основания роли не играет.

Вывод

Сопла для лазерной резки металла нужны чтобы исключить окисления или подгорания нагретых поверхностей. Обычно они из меди, так как она хорошо рассеивает тепло и сохраняет ёмкостные характеристики при значительных температурах.

Сопла существуют одинарные или двойные. Они используются при работе на атмосферном воздухе, условно-инертных и инертных (азот, аргон) газовых средах. Двойное сопло чаще всего используются при кислородной резке. В основном сопла имеют форму усеченного конуса или шляпы сомбреро.

Наши акции

Мы используем файлы cookie, потому что они нужны для быстрого взаимодействия с нашим сайтом. Вы всегда можете отключить их в настройках своего браузера. Продолжая пользоваться сайтом вы подтверждаете своё Согласие на обработку персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности.