自动更换喷嘴

（1）手动更换喷嘴模式

切割中根据切割材料的厚度及材质需要更换喷嘴，多年来一直采用人工手动更换喷嘴的形式，这样不仅效率低下，需要技术人员重复劳动，而且难以保证更换后的精度和稳定性。如何、快速地更换喷嘴，并保证每次更换都万无一失并保持精度，是激光切割领域的一个技术难题。

（2）自动更换喷嘴技术

大功率激光切割机应用了喷嘴自动更换的功能。可实现喷嘴的自动更换、激光头的标定、喷嘴全自动清洗等功能，降低了人工重复劳动量。喷嘴自动更换时在触摸屏上操作相应的命令即可实现。自动更换喷嘴技术具有以下优势：

1）降低劳动强度，保证了更换喷嘴时的***精度和工作稳定性。

2）配套了完善的控制系统，能实现根据不同的材质和不同的板厚自动更换喷嘴的型号和规格，减少了由人工来更换的时间，从而提高了生产效率。

3）自动更换喷嘴为全封闭式的防护装置，为喷嘴设备和人身安全提供了很好的保障。

激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度与面积成反比，所以焦点光斑直径尽可能的小，以便产生一窄的切缝；同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏，因此一般大功率CO2激光切割机工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上； 6mm的碳钢,焦点在表面之上； 6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。




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（Pn；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