激光切割用的喷嘴采用简单的结构,即一锥形孔带端部小圆孔。从激光发生器发出的光束经过反射镜1、2、3到达切割部件上的聚焦透镜,聚焦后在待加工材料表面形成光斑。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用紫铜制造,体积较小,是易损零件,需经常更换,因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn(表压为Pg)的气体,称喷嘴压力,从喷嘴出口喷出,经一定距离到达工件表面,其压力称切割压力Pc,后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加,气流流速增加,Pc也不断增加。
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。2)每六个月检查光纤激光切割机轨道的直线度及机器的垂直度,发现不正常及时维护调试。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,见图4。试验结果如图5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。
对于激光切割机来讲,无论是平板切割还是管材切割,想要设备按照既定的图形进行加工,关键就在于参与加工的各个轴动态响应性的高低及相互之间的配合问题。对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。如果在加工过程中,各轴的整体响应太慢,或者某些位置出现一个轴偏差小,另一个轴偏差大的情况,则就会出现加工轮廓变形的问题。而导致这种偏差不一致情况出现的原因众多,有机械的、外力的、伺服响应性、控制系统等因素,或是多因素叠加影响。因此,解决此类问题的关键在于各轴有较好的动态响应性及相互之间的配合的协调性,使其能比较严格地按照既定目标进行加工动作。伺服电机作为一个承接机械与控制系统的中间执行机构,能在一定程度上弥补、优化、协调各个系统的动作,以达到更的控制目的。
保持稳定是激光切割机生产的必要性。激光切割机的稳压器保护功能
·当产生过 压 输出超过额定电压10%(可调整),3-5 秒切断输出电源
·当产生欠 压 输出低于额定电压-15%(可调整),3-5 秒切断输出电源
·当产生延 2 秒切断输出电源
·当产生过 流 超过额定输出电流时,3-5 秒切断输出电源
·当产生短 路 当负载设备短路时,切断输出电源
·当产生逆 相 当三相电相序出现错误时,机器报警并切断输出电源
·当产生缺 相 当三相电出现缺相时,机器报警并切断输出电源
激光切割机的稳压器其输入电压为:三相380V±25%、单相220V±25%、频率47~60HZ,输出电压:三相380V、单相220V(可根据需要设定),稳压精度:±1%~±5%可调 输出电压调节范围:±10V,不产生附加波形畸变,不产生相移,效率≥98%,变压器的绝缘等级达H级,响应时间,可用于任何性质负载(阻性、***、容性),可长期连续工作,且能承受短时的超负载,具备过压,过流等自动保护功能,工作环境:温度-10℃~+40℃,保持相对湿度值。激光刀头的机械部分与工件无接触,在工作中不会对工件表面造成划伤。
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