چگونه نازل برش لیزری مناسب را انتخاب کنیم؟

تمرکز بر نکته کلیدی — هسته نادیده‌گرفته‌شده فرآیند

صحنه‌ای آشنا در کارگاه: یک اپراتور با حالتی جدی به صفحه پارامترها خیره شده است — «فشار گاز، سرعت، توان، همه بدون تغییر است. چرا دیروز برش عالی بود ولی امروز زبر است؟» مشکل اغلب در سیستم کنترل پیچیده نیست، بلکه در همان قطعه کوچک ارزش چند دلاری نهفته است که معمولاً تنها به عنوان یک «مصرف‌پذیر» در نظر گرفته می‌شود — نازل لیزری برش .

نوزل، عملگر «آخرین میلی‌متر» در فرآیند برش لیزری است که پارامترهای گاز را به نیروی برش واقعی تبدیل می‌کند. تفاوت بین یک نوزل عالی و یک نوزل معمولی، در سطح خُرد، کیفیت برش را تعیین می‌کند. این قطعه به‌طور دقیق شکل، فشار و جهت جریان گاز را کنترل می‌کند. هرگونه سایش جزئی یا انتخاب نادرست مستقیماً منجر به ایجاد خطوط نامنظم روی سطح برش، افزایش ضایدات (دروز) یا کاهش شدید عمر لنز (یا پنجره‌های محافظ) می‌شود. غفلت از انتخاب و نگهداری نوزل همانند استفاده از تایرهای درجه دو در یک اتومبیل مسابقه‌ای در سطح بالاست — هیچ مقدار از قدرت نمی‌تواند به عملکرد برتر تبدیل شود.

درک مفهوم نوزل — بیش از یک «ن tip مسی»

در هستهٔ خود، یک نازل برش لیزری به عنوان دروازه نهایی و دقیق برای گاز کمک‌کننده عمل می‌کند. مأموریت اساسی آن سه‌گانه است: خارج‌کردن بهینه سلیقه ذوب‌شده، محافظت قابل‌اطمینان از عدسی فوکوس و تعیین کیفیت و ویژگی‌های لبه برش. این امر را با کنترل دقیق سرعت، شکل و توزیع فشار جریان گاز هدایت‌شده به داخل شیار برش انجام می‌دهد. انتخاب نازل مناسب تنها مسئله اندازه نیست؛ بلکه انتخاب "چاقوی گازی" بهینه برای مواد و الزامات کیفی خاص شما محسوب می‌شود.

1. نازل استاندارد تک‌لایه: کارگر اصلی برای بهره‌وری

نازل تک‌لایه که با طراحی ساده کانالی مخروطی یا استوانه‌ای مشخص می‌شود، بر اساس اصل مستقیمی عمل می‌کند: گاز تحت فشار بالا از طریق یک سوراخ واحد شتاب داده شده و پرتاب می‌شود.

هندسه داخلی مخروطی برای کاربردهای برش با فشار بالا و مواد غیرآهنی با استفاده از نیتروژن، هوای فشرده یا آرگون

هندسه داخلی استوانهای برای کاربردهای برش فولاد نرم با فشار پایین با استفاده از اکسیژن.

حذف سرباره: این روش یک جت متراکم و پرسرعت تولید میکند. این جت بهطور مؤثر مواد مذاب را برش داده و از طریق شیار برش به پایین هدایت میکند. برای موادی مانند فولاد کربنی که برش آنها به واکنش اگزوترمیک (برش اکسیژنی) وابسته است، این جریان گاز قوی بسیار مناسب برای پاک کردن سرباره غلیظ اکسید آهن میباشد.

حفاظت از لنز: مکانیسم حفاظتی آن عمدتاً مبتنی بر فشار مثبت و جریان جهتدار است. گاز پرسرعتی که از نازل خارج میشود، یک منطقه فشار ایجاد میکند که به دفع پاششهای بالعکس کمک میکند. با این حال، از آنجا که جریان گاز بیشتر واگرا است، این سد حفاظتی در مقایسه با نازل دو لایه کمتر متمرکز است.

کنترل لبه برش: جریان گاز با خنک‌کردن لبه برش و تأثیر بر دینامیک سیال حوضچه مذاب، روی لبه برش تأثیر می‌گذارد. این روش معمولاً برشی خوب و عملیاتی تولید می‌کند. با این حال، به دلیل پخش بیشتر گاز، حفظ محیطی کاملاً یکنواخت و با فشار بالا در پایین یک شیار عمیق (در مواد ضخیم) یا دستیابی به سطحی بدون اکسیداسیون روی فولاد ضدزنگ دشوارتر است.

مناسب‌ترین کاربرد: این نازل انتخاب اقتصادی و مقاومی برای برش اکسیژن فولاد کربنی (به‌ویژه در ضخامت‌های بالای 3 میلی‌متر که حجم سرباره زیاد است) و همچنین برای برش هوای فشرده غیرفلزات یا فلزات تزئینی نازک محسوب می‌شود. این نازل در کاربردهایی که سرعت برش و هزینه عملیاتی مهم‌تر از داشتن لبه‌ای کاملاً صاف و بدون اکسیداسیون است، عملکرد عالی دارد.

2. نازل دو لایه با دقت بالا: نگهبان کیفیت

نازل دو لایه یک راه‌حل مهندسی برای دقت است که دارای طراحی دو کاناله هم‌محور می‌باشد. کانال داخلی گاز برش اصلی با فشار بالا (مثلاً نیتروژن با خلوص بالا) را تأمین می‌کند، در حالی که کانال خارجی گاز محافظ ثانویه (اغلب هوا یا نیتروژن) را با فشار پایین‌تر توزیع می‌کند.

حذف سرباره و کیفیت لبه: نکته کلیدی در اینجا اثر «پرده گازی» است. حلقه خارجی گاز به عنوان یک غلاف عمل می‌کند و جریان گاز برش داخلی با سرعت بالا را هدایت و متمرکز کرده و به جتی منسجم‌تر، بلندتر و پایدارتر تبدیل می‌کند. این امر فشار دینامیکی بالایی را به‌طور مداوم به بخش پایینی برش منتقل می‌کند که منجر به دفع عالی سرباره—به‌ویژه مذاب چسبنده در فولاد ضدزنگ یا آلومینیوم—می‌شود و لبه برشی تمیز، بدون سرباره و اغلب درخشان (بدون اکسید) با عمودی‌بودن عالی ایجاد می‌کند.

حفاظت لنز: اینجاست که طراحی دو لایه به خوبی نمایان می‌شود. پرده گاز خارجی یک سد پایدار و هممحور ایجاد می‌کند که به‌صورت فعال لنز را از پاشش ذرات و شعله‌های پلاسما جدا می‌کند. این موضوع به‌طور قابل‌توجهی مقدار آلاینده‌هایی که به پنجره محافظتی می‌رسند را کاهش می‌دهد و عمر لنز را در مقایسه با نازل‌های تک‌لایه چندین برابر افزایش می‌دهد. این امر زمانی که در حال برش مواد بسیار انعکاس‌دهنده (مانند مس یا برنج) هستید حیاتی است، زیرا بازتاب شدید نور می‌تواند به قطعات آسیب بزند.

پایداری فرآیند: گاز غلاف همچنین با عایق‌بندی نوک نازل از بازخورد حرارتی شدید ناشی از شیار برش، به پایداری فرآیند برش کمک می‌کند و از گرمایش و سایش زودهنگام جلوگیری می‌کند.

ضروری برای: این نازل برای برش سطح براق با نیتروژن فولادهای زنگ‌نزن و آلیاژهای آلومینیوم ضروری است، جایی که حفظ محیط بی‌اثر و با فشار بالا در شیار برش غیرقابل مذاکره است. همچنین این نازل به‌طور قوی‌ای برای برش مواد بازتابشی بالا و هر کاربردی که به بالاترین سطوح صافی لبه برش، عمود بودن و یکنواختی نیاز دارد، توصیه می‌شود.

دو پارامتر تعیین‌کننده برای انتخاب نازل

پارامتر اول: کالیبر —بزرگ‌تر به معنای بهتر نیست؛ تطبیق دقیق کلید است .

انتخاب دریچه تعادلی بین دینامیک گاز و ترمودینامیک ماده است. یک اشتباه رایج این است که قطر بزرگ می‌تواند "همه چیز را پوشش دهد". در واقعیت، استفاده از یک نازل Φ3.0mm برای برش ورق فلزی 1mm منجر به سرعت گاز به شدت ناکافی می‌شود که عواقب آن شامل شیارهای پهن و گرمایش بیش از حد یا تغییر شکل ورق می‌شود.

فاصله نازل — «ریسمان زنده» پویا .

فاصله نازل از سطح (H) یکی از متداول‌ترین پارامترهای فرآیندی است که به‌طور مداوم تنظیم می‌شود و مستقیماً بر فشار گاز روی سطح ماده و پایداری برش تأثیر می‌گذارد. اما این تنها نقطه شروع است. در طول برش واقعی نیاز به تنظیم پویا داریم: هنگام برش ورق‌های ضخیم، فاصله را به‌طور مناسب افزایش دهید تا فضای لازم برای خروج سرباره فراهم شود؛ و هنگام انجام برش سطح براق فولاد ضدزنگ، فاصله را کاهش دهید (تا حدود 0.5*D) تا از حفاظت گاز تحت فشار بالا در شکاف برش اطمینان حاصل شود.

انتخاب بر اساس نوع عملیات برش شما

سناریوی اول: برش فولاد کربنی با اکسیژن — دنبال کردن حداکثر کارایی سری Raysoar HHS HHB

بریدن سطح روشن با توان بالا و سرعت بالا، برای دستیابی به برش فوق العاده کامل با توان کامل سطح روشن برش فولاد کربنی با اکسیژن . HHB سری مناسب برای برش لیزر فیبر 6-8 کیلوواتی (شماره قطعه Raysoar LHAN02).

HHS سری مناسب‌تر برای برش لیزر فیبر 12-15 کیلوواتی (شماره قطعه Raysoar LXLN02/08 LHAN08).

ام سری مناسب برای دستگاه برش لیزر فیبر >20 کیلووات (شماره قطعه Raysoar LHAN07)

در این شرایط، نازل تک‌لایه با قیمت مناسب انتخاب اول است. برای برش پایدار صفحات متوسط تا ضخیم (8-30 میلی‌متر)، اگر می‌خواهید سطح برش را بیشتر بهینه کنید و مقدار ذوب را کاهش دهید، می‌توانید ارتقاء فرآیند را در نظر بگیرید: استفاده از مولد گاز ترکیبی Raysoar (مثلاً ترکیب نیتروژن و اکسیژن). گاز ترکیبی واکنش احتراق را بهینه می‌کند و به طور بالقوه کیفیت را بهبود می‌بخشد و همزمان با تنظیم دقیق پارامترها، هزینه کلی را متعادل می‌کند. در حین عملیات، مشاهده جهت پاشش جرقه یک روش تشخیصی ساده و مؤثر است — به‌طور ایده‌آل، جرقه‌ها باید عمودی و به سمت پایین پاشیده شوند.

سناریو دو: برش سطح درخشان نیتروژن روی فولاد ضدزنگ — دنبال کیفیت بی‌نقص.  

ECU  سری برش با سرعت بالا و اقتصادی از طریق دو مسیر هوا برای تحقق برش پایدار، سریع و اقتصادی فولاد ضدزنگ با استفاده از نیتروژن. (Raysoar شماره قطعه LHGN02)

این سناریو پیچیده‌ترین مورد از نظر الزامات فرآیند است. اول، استفاده از نازل دو لایه اجباری است، زیرا پایه فیزیکی دستیابی به سطحی بدون اکسیداسیون و درخشان محسوب می‌شود. دوم، پایداری و خلوص منبع گاز خط حیات است؛ خلوص پایین‌تر از 99.99٪ یا نوسان فشار زیاد به طور مستقیم باعث سیاه شدن سطح برش می‌شود. دستگاه تولید نیتروژن با خلوص بالای Raysoar منبع گازی پیوسته و پایدار فراهم می‌کند و سنگ بنای تضمین کیفیت ثابت در هزاران برش محسوب می‌شود. در این سناریو، فاصله نازل از قطعه باید پایین‌تر باشد تا بالاتر، و دستگاه برش نیازمند پایداری خوب در دنباله‌روی است.

سناریو سه: برش با هوای فشرده — کنترل هزینه‌های کلی  

BST سری بریدن تک‌لایه با سرعت بالا و اقتصادی، امکان برش سریع، پایدار و اقتصادی فولاد ضدزنگ و آلیاژ آلومینیوم را با استفاده از نیتروژن فراهم می‌کند. (شماره قطعه Raysoar LCTN03)

برای برش مواد غیرفلزی یا فلزات نازک تزئینی، استفاده از نازل استاندارد تک‌لایه با هوای فشرده یک راه‌حل کنترل هزینه است. با این حال، بزرگترین خطر ناشی از وجود آب و روغن در هوای فشرده تصفیه‌نشده است که می‌تواند عدسی‌ها را آلوده کند، مشخصات برش را تغییر دهد و به نازل آسیب بزند. بنابراین، سرمایه‌گذاری در یک سیستم حرفه‌ای تولید هوای فشرده اختصاصی برای برش لیزری (مانند راه‌حل یکپارچه برش هوای خالص Raysoar) جهت تضمین هوای خشک و تمیز، سرمایه‌گذاری ضروری برای جلوگیری از خسارات بیشتر است.

سناریو چهار :فولاد کربنی مخلوط -گاز برش — دنبال کردن حداکثری کارایی و کیفیت  

BST سری بریدن تک‌لایه با سرعت بالا و اقتصادی، امکان برش سریع، پایدار و اقتصادی فولاد ضدزنگ و آلیاژ آلومینیوم را با استفاده از نیتروژن فراهم می‌کند. (شماره قطعه Raysoar LCTN03)

هنگام انتخاب نازل‌ها برای برش گاز ترکیبی، هدف اصلی افزایش تمرکز جریان گاز، افزایش سرعت برش و کیفیت سطح برش است؛ همچنین کاهش چسبندگی بین نازل و سرباره به منظور افزایش عمر مفید. پیشنهاد می‌شود از نازل‌های Raysoar HCP (نازل‌های روکش‌دار کروم سخت) استفاده شود.

اولویت با انتخاب نازل‌های لاوال برای افزایش سرعت جریان هوا و نازل‌های ضدچسبش با پوشش مناسب است.

استفاده، نگهداری و رفع اشکال

چک‌لیست نگهداری روزانه سه دقیقه‌ای

نگهداری ساده و مداوم می‌تواند به طور قابل توجهی عمر نازل را افزایش داده و ثبات برش را تضمین کند:

1. بازرسی بصری و لمسی قبل از شروع کار: بررسی کنید که آیا سوراخ نازل گرد و صاف است؛ به دنبال وجود حاشیه یا آسیب با لمس آن باشید.

2. تمیزکاری عمیق هفتگی: همیشه از پین تمیزکاری برنجی اختصاصی برای تمیزکاری ملایم استفاده کنید. از استفاده از اشیاء سخت مانند سیم آهنی یا پین‌های فولادی که می‌توانند دیواره داخلی را خراش دهند، کاملاً خودداری کنید.

3. کالیبراسیون هم‌مرکزی: از یک ابزار مرکزگیری برای کالیبره کردن هم‌مرکزی بین پرتو لیزر و نازل استفاده کنید. این موضوع اساسی برای تضمین یکنواختی برش است.

راهنمای دقیق عیب‌یابی مشکلات متداول

هنگام مواجهه با مشکلات کیفیت برش، از این منطق برای عیب‌یابی پیروی کنید:

سطح برش خشن با نوارهای مورب: ابتدا بررسی کنید که آیا سوراخ نازل به شکل بیضی ساییده شده یا دارای نقص است — این رایج‌ترین علت است. سپس، بررسی کنید که فاصله نازل از سطح مناسب است و هم‌مرکزی را تأیید کنید. اگر مشکل باقی ماند، به سراغ منبع گاز بروید و از پایداری خلوص و فشار گاز اطمینان حاصل کنید.

دروازه شدید پایین: ابتدا مطمئن شوید که نشان‌دهنده فشار مطابق با الزامات فرآیند است و برای نشتی هوا در خط گاز بررسی کنید. سپس ارزیابی کنید که آیا قطر سوراخ نازل فعلی برای ضخامت ماده بسیار کوچک است و سعی کنید یک اندازه بزرگتر را امتحان کنید. در نهایت، در نظر داشته باشید که آیا مشکل از عدم تطابق ورودی انرژی به دلیل سرعت بیش از حد کند یا قدرت ناکافی ناشی می‌شود، بر اساس وضعیت برش.

سوختن غیرعادی نازل: اگر مواد بسیار بازتابنده برش داده می‌شوند، ابتدا بررسی کنید که آیا اشتباهی از نازل تک‌لایه استفاده شده است. سپس بررسی کنید که آیا مرکز پرتو به شدت خارج از محور است و سر برش را مجدداً کالیبره کنید. در شرایط برش با اکسیژن، همچنین بررسی کنید که آیا خلوص اکسیژن بیش از حد پایین است، زیرا احتراق ناقص باعث بازتاب حرارت به سمت بالا و خوردگی نازل می‌شود.

انتخاب دقیق، نتایج فوری

در اصل، انتخاب ایده‌آل نازل برش لیزری یک فرآیند سیستماتیک برای تطبیق دقیق‌ترین «رابطه پنوماتیک» با ترکیب منحصربه‌فرد شما از ماده، گاز کمکی و توان لیزر است. موفقیت در این کار به یک منطق سه‌مرحله‌ای روشن بستگی دارد که متغیرهای اصلی را پوشش می‌دهد:

نوع: تصمیم‌گیری بنیادی. انتخاب اول و مهم‌ترین شما بین نازل تک‌لایه و نازل دو‌لایه است. این تصمیم توسط نوع ماده و هدف کیفی شما تعیین می‌شود.

نازل تک‌لایه را برای پردازش مقرون‌به‌صرفه و با سرعت بالا از فولاد کربنی با اکسیژن، یا مواد غیرفلزی با هوای فشرده انتخاب کنید، جایی که بیشترین سرعت برش اولویت اصلی است.

نازل دو‌لایه در دستیابی به برش‌های بدون اکسیداسیون و براق روی فولاد ضدزنگ یا آلومینیوم با نیتروژن ضروری است و برای پردازش ایمن و مؤثر فلزات بسیار انعکاسی مانند مس، غیرقابل چانه‌زنی است. این نازل سنگ بنای دقت و حفاظت لنز است.

کالیبر : کلید تمرکز انرژی. کالیبر سرعت و حجم جریان گاز را کنترل می‌کند و به‌طور مستقیم بر چگالی انرژی برش و توانایی پاک‌سازی سلاگ تأثیر می‌گذارد.

کالیبرهای کوچک (مثلاً Φ1.0-1.5mm) انرژی را متمرکز می‌کنند و برش‌های تمیز و باریکی در ورق‌های نازک (<3mm) ایجاد می‌کنند.

کالیبرهای متوسط (مثلاً Φ2.0-2.5mm) بهترین تعادل را برای برش‌های پایدار و با کیفیت در ضخامت‌های میانی (3-10mm) فراهم می‌کنند.

کالیبرهای بزرگ (مثلاً Φ3.0-4.0mm) جریان حجیم مورد نیاز برای خروج اجباری سلاگ از صفحات ضخیم (>10mm) را فراهم می‌کنند.

فاصله نازل از قطعه کار: تنظیم‌کننده پویای دقیق. این یک پارامتر ثابت نیست. فاصله نازل از قطعه کار باید به‌صورت فعال مدیریت شود تا فشار گاز بهینه در نقطه برش حفظ گردد.

این امر نیازمند تنظیم پویا بر اساس ضخامت ماده و مرحله برش است—با فاصله بیشتر برای ایمنی شروع می‌شود، در حین برش برای کیفیت کاهش می‌یابد و برای مواد مختلف تطبیق می‌یابد.

کنترل دقیق در اینجا است که یک برش خوب را به برشی عالی تبدیل می‌کند و لبه‌های تمیز را تضمین کرده و برخوردهای نازل را جلوگیری می‌کند.

تسلط بر این سه ستون اصلی—نوع، قطر و ارتفاع—به شما امکان می‌دهد تا به‌صورت سیستماتیک مشکلات کیفیت برش را حل کنید و پتانسیل کامل دستگاه خود را آزاد کنید.

همکاری با رِیسوار: از انتخاب دقیق تا عملکرد تضمینی

انتخاب یک نازل برش لیزری اساساً دربارهٔ تطبیق «رابط هوایی» مناسب برای ماده، گاز و سیستم قدرت شماست. یک منطق انتخاب شفاف حیاتی است: ابتدا نوع تک‌لایه یا دو لایه را بر اساس خواص ماده و نیازهای کیفی تعیین کنید؛ سپس قطر سوراخ مناسب را بر اساس ضخامت ماده و اهداف برش انتخاب کنید؛ و در نهایت، فاصلهٔ استندآف را در حین برش دینامیک به‌دقت تنظیم کنید تا تعادل بین پایداری و اثربخشی یافت شود.

شرکت شانگهای ریسوار مکانیک الکتریکال اکویپمنت (ریسوار) به‌خوبی درک کرده است که نتایج برش استثنایی، حاصل پایداری هماهنگ کل زنجیره فرآیند از منبع گاز تا نازل است. ما نه تنها محصولات نازل با کیفیت بالا ارائه می‌دهیم، بلکه پشتیبانی حرفه‌ای جامعی را نیز در زمینه راه‌حل‌های منبع گاز پایدار (نیتروژن خلوص بالا، گازهای ترکیبی، هوای خشک و تمیز) و بهینه‌سازی فرآیند در محل کار ارائه می‌دهیم تا «آخرین میلی‌متر» تجهیزات شما همواره در بهترین عملکرد خود باشد.

اجازه دهید تخصص ما، کمال این «آخرین میلی‌متر» را برای شما تضمین کند.
به https://www.raysoarlaser.com/برای دریافت یک تشخیص اختصاصی فرآیند و طرح بهینه‌سازی.