نازل سرتخت

در فرآیند برش لیزری، نازل لیزر بیشترین ساییدگی را متحمل می­ شود و همچنین یکی از مهم ترین قسمت های برش لیزری است. در پایین سر لیزر قرار دارد و نزدیک ترین نقطه به قطعه کار است. لیزر متمرکز و جریان هوا با فشار بالا از طریق نازل ساطع می شود، بنابراین نقش کلیدی در فرآیند برش دارد.

عملکرد نازل سرتخت

• از طریق شکل داخلی نازل سر لیزر، جهت جریان هوا و فشار هوای جریان هوا برای حفظ فشار بین قطعه کار و نازل تنظیم می شود.
• ازپاشیدن مواد ذوب قطعه کار به داخل سر لیزر جلوگیری می­کند و در نتیجه از لنز داخلی سر لیزر محافظت می­کند.
• سیگنال خازن به سیستم تنظیم ارتفاع ارائه می شود تا از عملکرد پایدار سیستم تنظیم ارتفاع اطمینان حاصل شود.

انواع نازل

نازل لیزر فایبر

نازل انواع مختلفی دارد که هدف آنها تزریق کردن یک گاز به داخل یک محیط است ، دوم آن نازل با سرعت بالاست که می‌تواند همگرا یا واگرا باشد یک نازل همگرا به نازل واگرا متصل می‌شود و برای بالا رفتن سرعت جریان سیال به سرعت بالاتر از سقوط استفاده می گردد، انواع دیگری هم از نازل دارد وجود دارد مانند نازل شکل دهی، نازل اسپری، نازل مغناطیسی، نازل پیشران و نازل خلاء.

نازل سینگل

نازل SINGLE در قسمت نوک برش لیزر قرار دارد و در دو مدل نازل سینگل و دوبل و با اندازه های گوناگون وجود دارد، به طور کلی می‌توان گفت که سینگل برای برش استیل و با استفاده کردن از گاز نیتروژن و دوبل برای برش ورق فولاد و با گاز اکسیژن کار می کند، با توجه به اینکه نازل برش نزدیک ترین قسمت با مسیر بر شده است به مرور زمان و با انجام برش عموماً نیاز به تعویض خواهد داشت.

نازل SINGLE برای برش آلومینیوم و فلزات رنگی با جریان گاز نیتروژن با فشار هوا انجام می گیرد در این صورت فشار گاز و سرعت برش افزایش پیدا می‌کند.

نازل دوبل

نازل محل خروج پرتوی لیزر دقیقاً قبل از رسیدن به سطح کار می باشد، نازل دوبل لیزر فلز کاربرد عمومی دارد نازل ها متناسب با کارایی و ماشین لیزر مورد استفاده قرار می گیرد و دارای ویژگی های متفاوت و ابعاد گوناگونی هستند.

برای برش ورقه های آهنی که ضخامت زیادی دارند از نازل DOUBLE استفاده می شود که جریان گاز اکسیژن را به حالت رفت و برگشت مورد استفاده قرار می دهد، برای به وجود آمدن سطح صاف در آهن از جریان گاز استفاده خواهد شد؛ در حقیقت در نازل DOUBLE برعکس نازل سینگل هر اندازه ضخامت بیشتر باشد جریان گاز کم می­شود.

نازل سرتخت

نازل سرتخت ازطریق شکل داخلی، جهت جریان هوا و فشار هوای جریان هوا موجب حفظ فشار بین قطعه کار و نازل می شود و همچنین از پاشیدن مواد ذوب قطعه کار به داخل سر لیزر جلوگیری می ­کند و در نتیجه از لنز داخلی سر لیزر محافظت می­ کند. این مدل از نازل سرتخت معمولا برای لیزرهای CO2 استفاده می­ شود.

معایب

به علت شکل این نوع لیزرها آلودگی به طور کامل خارج نمی شود و دراین مدل باید هرازچندگاهی لنز را تمیز کرد.

ویژگی های نازل سرتخت خوب

• از مواد مرغوب ساخته شود.
• داشتن دقت ماشینکاری بالا،ضروری است.

نازل با دقت و تمرکز بالا نه تنها می تواند اشکال زدایی اولیه در فرآیند ماشینکاری را کاهش دهد، بلکه به طور موثری از برخورد لیزر پرانرژی به دیواره داخلی هد لیزر جلوگیری می کند و در نتیجه از آسیب به هد لیزر جلوگیری می کند.

• داشتن سطح بسیار صاف سر لیزر، ضروری است.

سطح بیرونی هایلایت می تواند به طور موثری چسبندگی مذاب را در فرآیند برش کاهش دهد، بنابراین عمر نازل را طولانی­ تر می­کند، در حالی که سطح داخلی برجسته می تواند به طور موثری از جریان گردابی در هنگام خروج گاز با فشار بالا جلوگیری کند.

• ضد اکسیداسیون باشد.

پس از پردازش برخی قطعات به راحتی اکسید شده و در معرض هوا تغییر رنگ می دهند. پس از پردازش با براقیت بالا، سطوح داخلی و خارجی نازل های سر لیزر به احتمال زیاد اکسید شده، سیاه و زرد می­شوند. بنابراین باید برای جلوگیری از اکسید شدن آنها را ضد اکسیداسیون کرد.

موارد اثر گذار در عملکرد نازل سرتخت

• کالیبرنازل تأثیر خاصی بر سرعت برش دارد و اندازه نازل نیز بر توزیع فشار در خروجی تأثیر می­ گذارد.

باافزایش کالیبر نازل، به دلیل اثر خنک کنندگی قوی جریان جت بر روی فلز پایه در ناحیه برش، HAZ باریکتر می­شود، همچنین منجر به پهن شدن بیش از حد شکاف می شود که این امر باعث مشکل ترمیم شدن می شود و دهانه نازل در خطر قطع شدن توسط پرتو نور قرار می گیرد. اگر شکاف بسیار باریک باشد مانع از تخلیه صاف سرباره مذاب در سرعت برش بالا می شود.

• فاصله بین نازل و قطعه کار مستقیما بر اتصال بین جریان هوای نازل و شکاف قطعه کار تأثیر می­ گذارد.

اگرنازل خیلی نزدیک به سطح قطعه کار باشد، فشار برگشتی قوی روی عدسی ایجاد می کند که توانایی پراکندگی نقاط مواد تولید شده توسط برش پاشیده را تضعیف می کند، که تأثیر منفی بر کیفیت برش دارد، ازطرفی فاصله زیاد باعث اتلاف انرژی جنبشی می شود که برای برش موثر یک پارامتر منفی است.

در واقع هر چه فاصله کمتر باشد، فشار هوای بیشتری به شکاف برش وارد می شود. بنابراین به طور کلی، انتشار گازهای گلخانه ای بیشتری از شکاف خارج می شود، به طوری که دود کمتری ایجاد می شود. اگر فاصله را افزایش دهید، فشار هوای اعمال شده به شکاف برش کاهش می یابد.

مثال:اگر هنگام برش اکریلیک فاصله را افزایش دهید، لبه های برش صاف ایجاد می کنید، اما ممکن است همه گازهای قابل اشتعال دیگر به کانال های اگزوز دمیده نشوند. بنابراین باید نقطه ای تعیین شود که در آن نسبت بهینه بین تشکیل شعله (به دلیل گازهای قابل اشتعال) و لبه های برش صاف به دست آید.

به طور کلی، فاصله بین نازل و قطعه کار باید بین ۱ تا ۲ میلی متر کنترل شود و مشعل های برش سیستم های برش لیزری مدرن مجهز به سنسور القایی یا خازنی هستند تا بتوانند این فاصله را به صورت خودکار تنظیم کنند.

اثرات تنظیم گاز

فشارکم ممکن است باعث شود که گازهای تولید شده در طول فرآیند لیزر به طور کامل از شکاف برش خارج نشوند. این می تواند منجر به افزایش رسوبات دود شود. به عنوان مثال، فشار کم در حین برش چوب می تواند منجر به تیره شدن لبه های برش شود. فشاربیشتر همان اثری را دارد که فاصله نازل کمی با مواد دارد. گازهای تولید شده در طی فرآیند لیزر از شکاف برش خارج می شوند. با این حال، فشار بیش از حد می تواند یک آشفتگی ایجاد کند که به نوبه خود می تواند نتایج ضعیف تری را به همراه داشته باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر کلیک و همچنین اینجا کلیک کنید.