对于不同的气体有不同的压力阈值,当喷嘴压力超过此值时,气流为正常斜激波,气流速从亚音速向超音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度(n)两因素有关:如氧气、空气的n=5,因此其阈值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。当喷嘴压力更高Pn/Pa=(1 1/n)1 n/2时(Pngt;4bar),气流正常斜激波封变为正激波,切割压力Pc下降,气流速度减低,并在工件表面形成涡流,削弱了气流去除熔融材料的作用,影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴,其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。
为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔(L***al)喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器,透镜焦距2.5〃,采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验。试验结果如所示:分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa(或4bar)时切割速度只能达到2.75m/min(碳钢板厚为2mm)。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射,使切割压力呈周期性的变化。
CO2激光器
与CO2激光切割工艺相比,光纤激光工艺的不足主要在于切割厚度超过5毫米的加厚材料时速度差意,而CO2切割机不仅在直线切割时速度更快,而且在切割开始阶段冲孔所需的时间也短得多。此外,承德激光切割机,CO2工艺还有一个优势就是在切割加厚材料时,缝面更加平整。
在对那些采购光纤激光器和CO2激光器的百超英国用户进行统计后,我们总结如下:
1. 在采购光纤激光器的用户中,130w二氧化碳激光切割机,超过70%为分包商,剩下的一小部分才是代工工厂(OEMs)。这一点让人出乎意料,因为光纤激光器的优势和不足都非常明显,主要取决于所需加工的材料,所以我们通常认为OEMs应该会更倾向于选择光纤激光器。而对于分包商而言,他们无法预计下一项工作是什么,以及所需加工的材料的厚度,所以从理论上来说,CO2激光器的适用范围更广,应该更有优势。
2. 在分包商中,只有31%是将光纤激光器作为单一的激光器,剩下的69%都配备了多种激光器,这样用户就可以根据需要选择适合的机器。
3. 用户决定采购光纤激光器的主要原因是在切割较薄的片材(厚度为1至2毫米,不超过3毫米)时,切割速度更快。
4. 选择光纤激光工艺的另外一个重要原因是运转成本低,非金属二氧化碳激光切割机,耗电少。这一点对于那些用电量居高不下的工厂而言特别重要。
冷水机
冷水机也是激光设备的防冻关键之一。在寒冷的冬季,1000w二氧化碳激光切割机,很多用户就会认为天气寒冷水温不会多少。所以往往就会忘记换水,尤其是在冬季,因为外界的气温很低,主轴电机发热就很难感觉出来。
另外,可以使用防冻液。它一般由醇类和水组成,要求沸点和闪点高、比热和传导能力大,低温粘度小,不易起泡,不腐蚀金属件、橡胶软管等。加在激光设备配套的冷水机水箱里,能够防止冷却水结冰,从而使得冷水机能够在寒冬里正常启动运作。
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