Jak vybrat správné trysku pro laserové řezání?

Soustřeďme se na to podstatné – opomíjené jádro procesu

Běžná scéna v dílně: operátor frne u obrazovky s parametry – „Tlak plynu, rychlost, výkon – vše stejné. Proč byl řez včera dokonalý a dnes je drsný?“ Problém často nespočívá ve složitém řídicím systému, ale v malé součástce za pár dolarů, která je často považována pouze za „spotřební materiál“ – trysce pro laserové řezání .

Tryska je „posledním milimetrem“ aktuátorem procesu laserového řezání, kdy přeměňuje parametry plynu na skutečnou řeznou sílu. Rozdíl mezi výbornou a obyčejnou tryskou určuje kvalitu řezu na mikroskopické úrovni. Přesně ovládá tvar, tlak a směr proudění plynu. Jakékoli nepatrné opotřebení nebo nesprávný výběr přímo vede k nerovnoměrným pruhům na řezné ploše, zvýšenému odloupávání hrotu nebo prudkému snížení životnosti čočky (NEBO OCHRANNÝCH OKEN). Zanedbání výběru a údržby trysek je jako používat inferiorní pneumatiky na závodním voze nejvyšší třídy – žádný výkon se nedokáže promítnout ve vysoký výkon.

Porozumění trysce – více než jen „měděný hrot"

Ve svém jádru je tryska pro laserové řezání slouží jako konečná precizní brána pro asistenční plyn. Jeho základní úkoly jsou trojího rázu: efektivně odvádět taveninu, spolehlivě chránit zaostřovací čočku a určovat kvalitu a vlastnosti řezné hrany. Toho dosahuje pečlivou kontrolou rychlosti, tvaru a rozložení tlaku proudícího plynu směřovaného do řezu. Výběr správné trysky není pouze otázkou přesného doladění; jde o výběr optimálního „plynového skalpelu“ pro konkrétní materiál a požadavky na kvalitu.

1. Standardní jednovrstvá tryska: Pracovní kůň efektivity

Jednovrstvá tryska, která je charakteristická jednoduchým kuželovým nebo válcovým jednokanálovým provedením, funguje na přímém principu: plyn pod vysokým tlakem je urychlen a vyfukován jediným otvorem.

Kuželový vnitřní tvar pro aplikace s vysokým tlakem a řezání neželezných kovů pomocí dusíku, vzduchu nebo argonu

Válcový vnitřní tvar pro nízkotlaké aplikace při řezání uhlíkové oceli kyslíkem.

Odstraňování strusky: Vytváří proud s vysokou rychlostí a vysokou koncentrací. Tento proud účinně stříhá a vyfukuje roztavený materiál dolů řeznou spárou. U materiálů jako je uhlíková ocel, kde řez závisí na exotermické reakci (řezání kyslíkem), je tento silný proud plynu vynikající pro odstraňování viskózní strusky oxidu železnatého.

Ochrana čočky: Mechanismus ochrany je založen primárně na kladném tlaku a směrovém toku. Plyn vysoké rychlosti vystupující z trysky vytváří tlakovou zónu, která pomáhá odklonit tříšť směrem nahoru. Vzhledem k tomu, že tok plynu je však více divergentní, je tato ochranná bariéra méně soustředěná ve srovnání s dvojvrstvou tryskou.

Řízení řezné hrany: Průtok plynu ovlivňuje řeznou hranu tím, že ji chladí a působí na hydrodynamiku taveniny. Obvykle vytváří kvalitní, funkční řez. Kvůli větší difuzi plynu je však obtížnější udržet dokonale konzistentní prostředí s vysokým tlakem na dně hlubokého řezu (u tlustých materiálů) nebo dosáhnout povrchu bez oxidace u nerezové oceli.

Nejlépe vhodné pro: Tato tryska je ekonomickou a robustní volbou pro řezání uhlíkové oceli kyslíkem (zejména nad 3 mm, kde je objem strusky vysoký) a pro řezání stlačeným vzduchem nekovových materiálů nebo tenkých dekorativních kovů. Vyniká v aplikacích, kde jsou prioritou rychlost řezání a provozní náklady před dokonale hladkou, bezoxidovou hranou.

2. Dvousložková vysoce přesná tryska: Strážce kvality

Dvouvrstvá tryska je inženýrské řešení pro přesnost, které využívá koaxiální dvoukanálový design. Vnitřní kanál dodává primární střízlivý řezný plyn (např. vysokoproudý dusík), zatímco vnější kanál vydává sekundární ochranný plyn (často vzduch nebo dusík) za nižšího tlaku.

Odstraňování strusky a kvalita řezu: Zde klíčový význam má efekt „plynné clony“. Vnější prstenec plynu působí jako pouzdro, které kolimuje a soustředí vnitřní vysokorychlostní řezný plyn do více koherentního, delšího a stabilnějšího proudu. Tím se na spodní část řezu udržuje vyšší dynamický tlak, což vede k vynikajícímu odstraňování strusky – zejména lepkavé taveniny u nerezové oceli nebo hliníku – a umožňuje čistý, bezpřívadkový a často jasný (bezoxidový) řez s vynikající svislostí.

Ochrana čočky: Právě zde zazáří dvouvrstvový design. Vnější plynný závěs vytváří stabilní, soustřednou bariéru, která aktivně izoluje čočku od rozstřiku a plazmových výbojů. Výrazně snižuje množství nečistot dosahujících ochranného okénka, čímž prodlužuje životnost čočky násobně ve srovnání s jednovrstvovými tryskami. To je rozhodující při řezání vysoce reflexních materiálů (např. mědi nebo mosazi), kdy intenzivní zpětný odraz může poškozovat komponenty.

Stabilita procesu: Obalový plyn také přispívá ke stabilizaci řezacího procesu tím, že izoluje hrot trysky od extrémního tepelného zpětného účinku ze štěrbiny, čímž brání předčasnému ohřevu a opotřebení.

Nezbytné pro: Tento tryska je nezbytná pro stříhání nerezové oceli a hliníkových slitin s jasným povrchem pomocí dusíku, kde je nepodmíněně nutné udržet inertní atmosféru pod vysokým tlakem ve štěrbině. Je také důrazně doporučena pro řezání vysoce reflexních materiálů a pro jakékoli aplikace vyžadující nejvyšší úroveň hladkosti, kolmosti a konzistence řezných hran.

Dva rozhodující parametry pro výběr trysky

Parametr jedna: Kalibr — Větší není lepší; klíčové je správné přizpůsobení .

Výběr otvoru je kompromis mezi plynovou dynamikou a termodynamikou materiálu. Běžným omylem je domněnka, že velký průměr "zvládne všechno". Ve skutečnosti použití trysky Φ3,0 mm na řezání plechu 1 mm způsobuje vážně nedostatečnou rychlost plynu, což vede k širokým štěrbinám a přehřátí nebo deformaci plechu.

Vzdálenost trysky — Dynamická „životní linka“ .

Vzdálenost trysky od materiálu (H) je jedním z nejčastěji upravovaných procesních parametrů, který přímo ovlivňuje tlak plynu na povrchu materiálu a stabilitu řezání. To však není než výchozí bod. Během skutečného řezání je nutná dynamická úprava: při řezání tlustých desek zvětšete vzdálenost, aby bylo k dispozici místo pro výhoz strusky; při řezání nerezové oceli za účelem dosažení hladkého povrchu zmenšete vzdálenost (až na 0,5*D), abyste zajistili vysokotlakou plynovou ochranu řezné spáry.

Volba podle vašeho řezného úkolu

Scénář jeden: Řezání uhlíkové oceli kyslíkem — maximalizace efektivity Raysoar HHS HHB řada

Řezání s vysokým výkonem a vysokou rychlostí pro dosažení hladkého povrchu, umožňující plný výkon extrémně jasná povrchová struktura řezání uhlíkové oceli kyslíkem . HHB řada je vhodná pro 6-8 kW vláknové laserové řezání (Raysoar P/N LHAN02).

HHS řada je vhodnější pro 12-15 kW vláknové laserové řezání (Raysoar P/N LXLN02/08 LHAN08).

St řada je vhodná pro více než 20 kW vláknové laserové řezací stroje (Raysoar P/N LHAN07)

V tomto scénáři je cenově výhodná jednovrstvá tryska první volbou. Pro stabilní řezání středně silných desek (8–30 mm), pokud chcete dále optimalizovat povrch řezu a snížit strusku, zvažte technologickou aktualizaci: použití směšovače plynů Raysoar (např. směs dusíku a kyslíku). Směsný plyn optimalizuje reakci hoření, což může zlepšit kvalitu a zároveň vyvážit celkové náklady jemným doladěním parametrů. Během provozu je pozorování směru jisker jednoduchou a účinnou diagnostikou – ideálně by měly jiskry stříkat svisle dolů.

Scénář dva: Řezání nerezové oceli jasnou plochou s dusíkem – usilování o dokonalou kvalitu.  

ECU  Série Vysokorychlostní a ekonomické řezání s dvojitými vzduchovými kanály, které umožňuje rychlé, stabilní a ekonomické řezání nerezové oceli dusíkem. (Raysoar č. LHGN02)

Toto je nejnáročnější scénář z hlediska procesních požadavků. Za prvé je povinné použití dvouvrstvé trysky, protože tvoří fyzikální základ pro dosažení bezoxidového lesklého povrchu. Za druhé je stabilita a čistota zdroje plynu životně důležitá; čistota pod 99,99 % nebo nadměrné kolísání tlaku přímo způsobí zčernání řezné plochy. Generátor vysoké čistoty dusíku Raysoar poskytuje nepřetržitý a stabilní zdroj plynu, který tvoří základnu pro zajištění konzistentní kvality při tisících řezů. V tomto scénáři by měl být odstup trysky nižší spíše než vyšší a řezací stroj musí mít dobrou stabilitu sledování.

Scénář tři: Řezání stlačeným vzduchem – kontrola celkových nákladů  

BST Série Jednovrstvý rychlý a ekonomický řezání umožňuje vysokorychlostní, stabilní a ekonomické řezání nerezové oceli a hliníkových slitin dusíkem. (Raysoar S / N LCTN03)

Pro řezání nekovových materiálů nebo dekorativních tenkých kovů je jednovrstvá standardní tryska se stlačeným vzduchem řešením pro kontrolu nákladů. Největší riziko však představuje voda a olej ve nestlačeném vzduchu, které mohou znečistit čočky, změnit charakter řezu a poškodit trysku. Proto je investice do profesionálního systému stlačeného vzduchu určeného pro laserové řezání (např. integrované řešení Raysoar Pure Air Cutting) na zajištění suchého a čistého vzduchu nezbytnou investicí, která pomáhá vyhnout se větším ztrátám.

Scénář Čtyři :Uhlíková ocel Míchat -plyn Řezání — Usilování o maximální efektivitu a kvalitu  

BST Série Jednovrstvý rychlý a ekonomický řezání umožňuje vysokorychlostní, stabilní a ekonomické řezání nerezové oceli a hliníkových slitin dusíkem. (Raysoar S / N LCTN03)

Při výběru trysky pro řezání směsným plynem je hlavním účelem zvýšit koncentraci toku plynu, zvýšit rychlost řezání a kvalitu řezné plochy a snížit adhezi mezi trysek a strusku, čímž se prodlouží životnost. Doporučují se trysky Raysoar HCP (s tvrdým chromovým povrchem).

Měly by být preferovány Lavalovy trysky pro zvýšení rychlosti proudění vzduchu; trysky s protiskluzným povrchem.

Použití, údržba a řešení problémů

Tříminutová denní kontrolní listina údržby

Pravidelná jednoduchá údržba může výrazně prodloužit životnost trysek a zajistit stabilitu řezání:

1. Denní vizuální a hmatová kontrola před směnou: Zkontrolujte, zda je otvor trysek kulatý a hladký; nahmatáním ověřte, zda nejsou otřepy nebo poškození.

2. Týdenní důkladné čištění: Vždy používejte speciální mosaznou čisticí jehlu pro jemné čištění. Úplně vyhýbejte se používání tvrdých předmětů, jako je ocelový drát nebo ocelové jehly, které mohou poškrábat vnitřní stěnu.

3. Kalibrace soustřednosti: Použijte centrovací nástroj ke kalibraci soustřednosti mezi laserovým paprskem a tryskou. Toto je základní krok pro zajištění rovnoměrnosti řezu.

Přesný průvodce odstraňováním běžných problémů

Když narazíte na problémy s kvalitou řezu, postupujte při odstraňování závad podle tohoto postupu:

Drsný řezový povrch s diagonálními pruhy: Nejprve zkontrolujte, zda se výtokový otvor trysky neopotřeboval do tvaru elipsy nebo zda nemá jiné vadné místo – to je nejčastější příčina. Poté ověřte, zda je vhodná vzdálenost trysky od materiálu, a potvrďte soustřednost. Pokud problém přetrvává, vraťte se ke zdroji plynu a zkontrolujte stabilitu čistoty a tlaku plynu.

Silný spodní strž: Nejprve ověřte, zda údaj tlakoměru splňuje požadavky procesu, a zkontrolujte, zda nedochází k úniku vzduchu v plynovém potrubí. Dále posuďte, zda průměr otvoru trysky není příliš malý pro danou tloušťku materiálu, a zkuste použít o jednu velikost větší. Nakonec zvažte, zda problém nepochází z nesouladného přívodu energie kvůli příliš pomalé rychlosti nebo nedostatečnému výkonu, a to na základě stavu řezání.

Abnormální poškození trysky: Pokud řežete vysoce odrazivé materiály, nejprve ověřte, zda nebyla omylem použita jednovrstvá tryska. Poté zkontrolujte, zda není střed paprsku výrazně mimo osu, a znovu kalibrujte řezací hlavu. U řezání kyslíkem také prověřte, zda není čistota kyslíku příliš nízká, protože neúplné spalování způsobuje odraz tepla směrem nahoru, čímž dochází k erozi trysky.

Přesný výběr, okamžité výsledky

V podstatě výběr ideálního tryska pro laserové řezání je systematický proces přiřazení nejpřesnějšího „pneumatického rozhraní“ k vaší jedinečné kombinaci materiálu, asistenčního plynu a laserového výkonu. Úspěch závisí na jasné, třístupňové logice výběru, která řeší základní proměnné:

Typ: Základní rozhodnutí. Vaše první a nejdůležitější volba je mezi tryskou s jednou vrstvou a tryskou se dvěma vrstvami. Toto rozhodnutí je určeno typem materiálu a cílem kvality.

Vyberte trysku s jednou vrstvou pro nákladově efektivní a vysokorychlostní zpracování uhlíkové oceli s kyslíkem nebo pro nekovy se vzduchem, kde má přednost maximální rychlost řezání.

Tryska se dvěma vrstvami je nepostradatelná pro dosažení bezezbytkových, lesklých řezů u nerezové oceli nebo hliníku s dusíkem a je nezbytná pro bezpečné a účinné zpracování vysoce odrazivých kovů, jako je měď. Je klíčovým prvkem přesnosti a ochrany čočky.

Kalibr : Klíč ke koncentraci energie. Kalibr řídí rychlost a objem toku plynu, čímž přímo ovlivňuje hustotu energie řezu a schopnost odstraňovat strusku.

Malé kalibry (např. Φ1,0–1,5 mm) soustřeďují energii pro čisté, úzké řezy u tenkých plechů (<3 mm).

Střední kalibry (např. Φ2,0–2,5 mm) nabízejí nejlepší rovnováhu pro stabilní, vysoce kvalitní řezy v střední tloušťce materiálu (3–10 mm).

Velké kalibry (např. Φ3,0–4,0 mm) poskytují tok vysokého objemu potřebný k silnému vyfukování strusky z tlustých desek (>10 mm).

Vzdálenost trysky od materiálu: Dynamický jemný nastavovač. Toto není parametr typu „nastav a zapomeň“. Vzdálenost mezi trysek a obrobkem musí být aktivně řízena, aby byl na místě řezu zachován optimální tlak plynu.

Vyžaduje dynamickou úpravu v závislosti na tloušťce materiálu a fázi řezání – na začátku vyšší pro bezpečnost, během řezání nižší pro kvalitu a přizpůsobení různým materiálům.

Přesná kontrola právě tohoto parametru mění dobrý řez na dokonalý, zajišťuje čisté hrany a zabraňuje nárazům trysky.

Osvojení těchto tří pilířů – typu, průměru a výšky – vám umožní systematicky řešit problémy s kvalitou řezu a odemknout plný potenciál vašeho stroje.

Spolupracujte s Raysoar: od přesného výběru až po zaručený výkon

Výběr tryska pro laserové řezání spočívá v podstatě ve shodě nejvhodnějšího „pneumatického rozhraní“ pro váš materiál, plyn a napájecí systém. Zásadní je jasná logika výběru: nejprve určete jednovrstvý nebo dvouvrstvý typ na základě vlastností materiálu a požadavků na kvalitu; poté vyberte optimální průměr otvoru na základě tloušťky materiálu a cílů řezání; nakonec během dynamického řezání jemně doladíte vzdálenost hrotu, abyste nalezli rovnováhu mezi stabilitou a účinností.

Šanghajská společnost Raysoar Electromechanical Equipment Co., Ltd. (Raysoar) velmi dobře ví, že výjimečné výsledky řezání vyplývají ze synergické stability celého procesního řetězce – od zdroje plynu až po trysku. Nabízíme nejen vysoce kvalitní produkty trysek, ale také profesionální podporu pokrývající řešení stabilního zdroje plynu (dusík vysoké čistoty, směsné plyny, suchý čistý vzduch) a optimalizaci procesu přímo na místě, čímž zajišťujeme, že „poslední milimetr“ vašeho zařízení bude vždy pracovat na špičkové úrovni.

Nechte nás pomocí našich odborných znalostí zajistit dokonalost tohoto „posledního milimetru“ pro vás.
Návštěva https://www.raysoarlaser.com/získat individuální diagnostiku procesu a plán jeho optimalizace.