Ako vybrať správnu trysku na laserové rezanie?

Sústredenie sa na to najdôležitejšie – prehliadané jadro procesu

Bežná scéna v dielni: operátor frnie pri displeji parametrov – „Tlak plynu, rýchlosť, výkon – všetko rovnaké. Prečo bol rez včera dokonalý a dnes je hrubý?“ Problém často neleží v komplexnom ovládacom systéme, ale v malej súčiastke za pár dolárov, ktorá sa často považuje len za „spotrebný materiál“ – tryska na laserové rezanie .

Tryska je aktuátorom „posledného milimetra“ procesu laserového rezania, ktorý prevádza parame­tre plynu na skutočnú reznú silu. Rozdiel medzi vynikajúcou a obyčajnou tryskou určuje kvalitu rezu na mikroskopickom leveli. Presne kontroluje tvar, tlak a smer prúdu plynu. Akékoľvek malé opotrebenie alebo nesprávna voľba priamo vedie k nerovnomerným pruhom na rezanom povrchu, zvýšeniu odliviek alebo prudkému zníženiu životnosti objektívu (ALEBO OCHRANNÝCH OKIENOK). Zanedbanie voľby a údržby trysky je ako používanie nepodstatných pneumatík na najvyššej triede závodného automobilu – žiadne množstvo výkonu sa nedokáže premeniť na nadradený výkon.

Pochopenie trysky – viac než len „mediený hrot"

V jeho základe je laserová rezacia tryska slúži ako konečná, presná brána pre asistenčný plyn. Jeho základná úloha je trojrozmerná: efektívne odstránenie roztavenej strusky, spoľahlivá ochrana fokusovacej šošovky a určenie kvality a vlastností rezného okraja. Toho dosahuje dôslednou kontrolou rýchlosti, tvaru a rozloženia tlaku prúdu plynu smerovaného do rezu. Výber správnej trysky nie je len otázkou vhodnosti; ide o výber optimálneho „plynového skalpelu“ pre vaše konkrétne materiálové a kvalitatívne požiadavky.

1. Tryska s jednou vrstvou – Štandardná tryska pre efektivitu

Jednovrstvová tryska, charakterizovaná jednoduchým kužeľovitým alebo valcovitým jednokanálovým dizajnom, funguje na priamom princípe: plyn pod vysokým tlakom sa urychľuje a vystrekuje cez jediný otvor.

Kužeľovitá vnútorná geometria pre aplikácie rezania nepriaznivých materiálov za vysokého tlaku s použitím dusíka, vzduchu alebo argónu

Valcová vnútorná geometria pre nízky tlak, použitie pri rezaní uhlíkovej ocele s kyslíkom.

Odstraňovanie strusky: Vytvára prúd vysokého rýchlostného toku. Tento prúd účinne strihá a vyfukuje roztavený materiál nadol cez reznú medzeru. Pri materiáloch ako je uhlíková oceľ, kde rez závisí od exotermickej reakcie (rezanie kyslíkom), je tento silný prúd plynu vynikajúci na odstraňovanie viskóznej strusky oxidu železa.

Ochrana objektívu: Mechanizmus ochrany je založený primárne na kladnom tlaku a smerovom toku. Plyn vysokou rýchlosťou vychádzajúci z trysky vytvára zónu tlaku, ktorá pomáha odkloniť rozstrek nahor. Keďže však tok plynu je viac divergentný, táto ochranná bariéra je menej zameraná v porovnaní s dvojvrstvou tryskou.

Riadenie rezného okraja: Prietok plynu ovplyvňuje rezný okraj chladením a pôsobením na tekutinovú dynamiku taveniny. Zvyčajne vytvára dobrý, funkčný rez. Avšak kvôli väčšiemu difúznemu rozptylu je zložitejšie udržať dokonale konzistentné prostredie s vysokým tlakom na spodnej časti hlbokého rezu (pri hrubých materiáloch) alebo dosiahnuť úpravu bez oxidácie pri nehrdzavejúcej ocele.

Najvhodnejšie pre: Tento tryska je ekonomickou a robustnou voľbou pre kyslíkové rezanie uhlíkovej ocele (najmä nad 3 mm, kde je objem škváry vysoký) a pre rezanie stlačeným vzduchom nemetalov alebo tenkých dekoratívnych kovov. Vyniká v aplikáciách, kde sa prioritu dáva rýchlosti rezania a prevádzkovým nákladom pred dokonale hladkým, bezoxydovaným okrajom.

2. Dvojvrstvová vysokopresná tryska: Strážca kvality

Dvojvrstvová tryska je inžinierske riešenie pre presnosť, ktoré využíva koaxiálny dvojkanálový dizajn. Vnútorný kanál dodáva primárny rezací plyn pod vysokým tlakom (napr. vysokopurý dusík), zatiaľ čo vonkajší kanál vydáva sekundárny chrániaci plyn (často vzduch alebo dusík) pri nižšom tlaku.

Odstraňovanie strusky a kvalita hrany: Kľúčový je efekt „plynovej clony“. Vonkajší prstenec plynu pôsobí ako plášť, ktorý kolimuje a sústreďuje vnútorný vysokorýchlostný rezací plyn do koherentnejšieho, dlhšieho a stabilnejšieho prúdu. Tým sa dosiahne trvalý vysoký dynamický tlak na spodku rezu, čo vedie k vynikajúcemu odstraňovaniu strusky – najmä lepkavej taveniny pri nerezovej oceli alebo hliníku – a umožňuje čistý, bezstruskový a často jasný (bezoxidový) rez s vynikajúcou zvislosťou.

Ochrana objektívu: Práve tu sa uplatní dvojvrstvový dizajn. Vonkajší plynný záves vytvára stabilnú, sústrednú bariéru, ktorá aktívne izoluje objektív od rozprašovaného materiálu a plazmových prúdov. Výrazne zníži množstvo nečistôt, ktoré dosiahnu ochranné okno, a predlžuje životnosť objektívu viacnásobne v porovnaní s jednovrstvovými tryskami. To je kľúčové pri rezaní vysoke reflexných materiálov (ako napríklad meď alebo mosadz), kde intenzívne odrazové lúče môžu poškodiť komponenty.

Stabilita procesu: Obalový plyn tiež pomáha stabilizovať proces rezania tým, že izoluje hrot trysky od extrémneho tepelného spätného pôsobenia zo zrezávanej medzery, čím zabraňuje predčasnému zahriatiu a opotrebeniu.

Nevyhnutný pre: Táto tryska je nevyhnutná pre rezanie povrchov z nerezovej ocele a hliníkových zliatin s použitím dusíka, kde je nevyhnutné udržiavať netečnú atmosféru s vysokým tlakom vo štrbine. Je tiež odporúčanou voľbou pre rezanie vysoce odrazných materiálov a pre akékoľvek aplikácie, ktoré vyžadujú najvyššiu mieru hladkosti, kolmosti a konzistencie rezných hrán.

Dva rozhodujúce parametre pri výbere trysky

Parameter jeden: Kaliber —Väčší nie je lepší; kľúčom je správne prispôsobenie .

Voľba otvoru je kompromisom medzi plynovou dynamikou a termodynamikou materiálu. Bežnou mylnou predstavou je, že veľký priemer dokáže „zvládnuť všetko“. V skutočnosti použitie trysky Φ3,0 mm na rezanie plechu 1 mm má za následok výrazne nedostatočnú rýchlosť plynu, čo vedie k širokým štrbinám a prehriatiu alebo deformácii plechu.

Vzdialenosť medzi tryskou a materiálom – Dynamická „životná linka“ .

Vzdialenosť medzi tryskou a materiálom (H) je jedným z najčastejšie upravovaných procesných parametrov, ktorý priamo ovplyvňuje tlak plynu na povrchu materiálu a stabilitu rezu. Toto je však len východiskový bod. Počas skutočného rezu je potrebná dynamická úprava: vzdialenosť treba primerane zväčšiť pri reze hrubých dosiek, aby sa poskytol priestor na výhod dole vystrelovanie strusky; vzdialenosť treba znížiť (až na 0,5*D) pri rezaní matových povrchov z nehrdzavejúcej ocele, aby sa zachovala vysokotlaková ochrana rezu plynom.

Voľba podľa typu rezného úkonu

Scenár jeden: Rezanie uhlíkovej ocele kyslíkom – maximalizácia efektivity Raysoar HHS HHB series

Rezanie s vysokým výkonom a vysokou rýchlosťou s jasným povrchom, umožňuje plný výkon ultra jasné povrchy rezanie uhlíkovej ocele kyslíkom . HHB séria je vhodná pre vláknové laserové rezanie 6-8 kW (Raysoar P/N LHAN02).

HHS séria je viac vhodná pre vláknové laserové rezanie 12-15 kW (Raysoar P/N LXLN02/08 LHAN08).

St séria je vhodná pre vláknové laserové rezačky >20 kW (Raysoar P/N LHAN07)

V tomto prípade je najvhodnejšou voľbou nákladovo efektívna jednovrstvá tryska. Pre stabilné rezanie stredne hrubých dosiek (8-30 mm), ak chcete ďalej optimalizovať reznú plochu a znížiť strusku, zvážte výrobnú modernizáciu: použitie generátora zmiešaného plynu Raysoar (napr. zmes dusíka a kyslíka). Zmiešaný plyn optimalizuje spaľovaciu reakciu, čo môže zlepšiť kvalitu a zároveň vyváži celkové náklady jemným ladením parametrov. Počas prevádzky je sledovanie smeru striekania iskier jednoduchou a účinnou diagnostikou – ideálne by iskry mali striekať zvisle nadol.

Scenár dva: Rezanie nerezovej ocele na jasnú plochu dusíkom – usilujeme sa o dokonalú kvalitu.  

ECU  Séria Vysoká rýchlosť a ekonomické rezanie cez dvojité vzduchové kanály, čo umožňuje vysokorýchlostné, stabilné a ekonomické rezanie nehrdzavejúcej ocele dusíkom. (Raysoar č. LHGN02)

Toto je najnáročnejší scenár z hľadiska procesných požiadaviek. Po prvé, dvojvrstvová tryska je povinná, pretože predstavuje fyzikálny základ na dosiahnutie oxidačne voľného, lesklého povrchu. Po druhé, stabilita a čistota zdroja plynu sú životnou podmienkou; čistota pod 99,99 % alebo nadmerné kolísanie tlaku priamo spôsobí zosivnutie rezného povrchu. Generátor vysokého čistého dusíka Raysoar poskytuje nepretržitý, stabilný zdroj plynu, ktorý tvorí základ pre zabezpečenie konštantnej kvality pri tisíckach rezov. V tomto scenári by vzdialenosť trysky od materiálu mala byť nižšia skôr ako vyššia a rezací stroj musí mať dobrú stabilitu sledovania povrchu.

Scenár tri: Rezanie stlačeným vzduchom – kontrola celkových nákladov  

BST Séria Jednovrstvové rýchle a ekonomické rezanie umožňuje vysokorýchlostné, stabilné a ekonomické rezanie nerezovej ocele a hliníkových zliatin s dusíkom. (Raysoar číslo LCTN03)

Pri rezaní nemetalických materiálov alebo dekoratívnych tenkých kovov je jednovrstvové štandardné trysky s komprimovaným vzduchom riešením na kontrolu nákladov. Najväčšie riziko však predstavuje voda a olej v netratenom komprimovanom vzduchu, ktoré môžu znečistiť objektívy, meniť charakter rezu a poškodiť trysku. Preto investícia do profesionálneho integrovaného systému pre laserové rezanie určeného na komprimovaný vzduch (napríklad Raysoar Pure Air Cutting) na zabezpečenie suchého a čistého vzduchu je nevyhnutnou investíciou, ktorá zabráni väčším stratám.

Scenár Štyri :Uhlíková oceľ Mix -plyn Rezanie — Snaženie sa o maximálnu efektivitu a kvalitu  

BST Séria Jednovrstvové rýchle a ekonomické rezanie umožňuje vysokorýchlostné, stabilné a ekonomické rezanie nerezovej ocele a hliníkových zliatin s dusíkom. (Raysoar číslo LCTN03)

Pri výbere trysiek pre rezanie zmiešaným plynom je hlavným cieľom zvýšiť koncentráciu prúdu plynu, zrýchliť rezanie a zlepšiť kvalitu rezného povrchu, ako aj znížiť prichytenie strusky na tryske, čím sa predĺži životnosť. Odporúčajú sa trysky Raysoar HCP (s tvrdým chrómovým povlakom).

Mali by sa uprednostniť trysky Laval na zvýšenie rýchlosti prúdenia vzduchu; trysky s proti-prichytením povlakom.

Použitie, údržba a odstraňovanie problémov

Trojminútová denná kontrolná skúška

Pravidelná jednoduchá údržba môže výrazne predĺžiť životnosť trysiek a zabezpečiť stabilitu rezu:

1. Prednastavová vizuálna a hmatová kontrola: Skontrolujte, či je otvor trysky okrúhly a hladký; nahmatajte, či nie sú hrany alebo poškodenia.

2. Týždenná hlboká čistiaca údržba: Vždy používajte špeciálnu mosadznú čistiacu ihlu na jemné čistenie. Absolútne sa vyhýbajte použitiu tvrdých predmetov, ako napríklad železný drôt alebo oceľové kolíky, ktoré môžu poškriabať vnútornú stenu.

3. Kalibrácia súososti: Použite centrovací nástroj na kalibráciu súosnosti medzi laserovým lúčom a tryskou. Toto je základné pre zabezpečenie rovnomernosti rezu.

Presný sprievodca odstraňovaním bežných problémov

Ak sa vyskytnú problémy s kvalitou rezu, postupujte pri odstraňovaní problémov podľa tejto logiky:

Hrubý rezový povrch s uhlopriečnymi pruhmi: Najskôr skontrolujte, či nie je otvor trysky opotrebovaný do oválneho tvaru alebo či nemá chyby – to je najčastejšia príčina. Potom skontrolujte, či je vhodná vzdialenosť trysky od materiálu, a overte súosnosť. Ak problém pretrváva, vráťte sa k zdroju plynu a skontrolujte stabilitu čistoty a tlaku plynu.

Silný spodný strus: Najskôr potvrďte, či údaj tlakomeru spĺňa požiadavky procesu, a skontrolujte, či netečie plyn v hadici. Ďalej posúďte, či priemer otvoru trysky nie je príliš malý vo vzťahu k hrúbke materiálu, a skúste použiť o jednu veľkosť väčší otvor. Nakoniec zvážte, či problém nepochádza z nesprávneho príkonu energie kvôli nadmernému spomaleniu alebo nedostatočnému výkonu, a to na základe stavu rezu.

Abnormálne poškodenie trysky: Ak režete vysoce odrazivé materiály, najskôr overte, či nebola omylom použitá jednovrstvová tryska. Potom skontrolujte, či nie je lúč vystredený mimo stredu, a znova kalibrujte reznú hlavicu. Pri rezaní kyslíkom tiež zistite, či nie je čistota kyslíka príliš nízka, pretože neúplné spaľovanie spôsobuje odraz tepla smerom nahor, čím dochádza k erózii trysky.

Presný výber, okamžité výsledky

Zhrnutie, výber ideálneho laserová rezacia tryska je systematický proces výberu najpresnejšieho „pneumatického rozhrania“ pre vašu jedinečnú kombináciu materiálu, asistenčného plynu a laserovej energie. Úspech závisí od jasnej trojstupňovej logickej voľby, ktorá rieši základné premenné:

Typ: Základné rozhodnutie. Vaša prvá a najdôležitejšia voľba je medzi jednovrstvovou a dvojvrstvovou tryskou. Toto rozhodnutie určuje druh materiálu a cieľ kvality.

Vyberte si jednovrstvovú trysku pre nákladovo efektívne a vysokorýchlostné spracovanie uhlíkových ocelí s kyslíkom alebo pre nekovové materiály so vzduchom, keď je priorita maximálna rýchlosť rezania.

Dvojvrstvová tryska je povinná pre dosiahnutie rezov bez oxidácie a lesklých rezov pri nerezovej ocele alebo hliníku s dusíkom a je nevyhnutná pre bezpečné a efektívne spracovanie vysoce reflexných kovov, ako je meď. Je základom presnosti a ochrany objektívu.

Kaliber : Kľúč k zameraniu energie. Kaliber riadi rýchlosť a objem prúdu plynu, čím priamo ovplyvňuje hustotu energie rezu a schopnosť odstraňovania strusky.

Malé kalibre (napr. Φ1,0–1,5 mm) sústredia energiu na čisté, úzke rezanie tenkých plechov (<3 mm).

Stredné kalibre (napr. Φ2,0–2,5 mm) ponúkajú najlepší pomer pre stabilné rezy vysokej kvality v strednej hrúbke materiálu (3–10 mm).

Veľké kalibre (napr. Φ3,0–4,0 mm) poskytujú objemný prúd potrebný na silové odstránenie strusky z hrubých dosiek (>10 mm).

Vzdialenosť medzi tryskou a materiálom: Dynamický jemný ladenie. Toto nie je parameter typu „nastav a zabudni“. Vzdialenosť medzi tryskou a obrobkom musí byť aktívne riadená, aby sa zachoval optimálny tlak plynu v mieste rezu.

Vyžaduje dynamickú úpravu v závislosti od hrúbky materiálu a fázy rezu – na začiatku vyššia kvôli bezpečnosti, počas rezu nižšia pre zabezpečenie kvality a prispôsobená rôznym materiálom.

Presné riadenie tohto parametra mení dobrý rez na dokonalý, zabezpečuje čisté okraje a zabraňuje nárazom trysky.

Osvojenie týchto troch pilierov – typ, priemer a výška – vám umožní systematicky riešiť problémy s kvalitou rezu a odomknúť plný potenciál vašej strojnej jednotky.

Spolupracujte s Raysoar: od presného výberu po zaručený výkon

Výber laserová rezacia tryska ide v podstate o prispôsobenie najvhodnejšieho „pneumatického rozhrania“ pre váš materiál, plyn a výkonový systém. Kľúčová je jasná logika výberu: najprv určite jednovrstvový alebo dvojvrstvový typ na základe vlastností materiálu a požiadaviek na kvalitu; potom vyberte optimálny priemer otvoru na základe hrúbky materiálu a cieľov rezu; nakoniec počas dynamického rezu jemne doladiť vzdialenosť medzi tryskou a materiálom, aby ste nájali rovnováhu medzi stabilitou a účinnosťou.

Spoločnosť Shanghai Raysoar Electromechanical Equipment Co., Ltd. (Raysoar) hlboko rozumie tomu, že výnimočné výsledky rezného procesu vyplývajú zo synergickej stability celého reťazca procesov, od zdroja plynu až po trysku. Okrem vysokokvalitných produktov trysiek ponúkame aj odbornú podporu zahŕňajúcu riešenia stabilného zdroja plynu (vysoká čistota dusíka, zmesné plyny, suchý čistý vzduch) a optimalizáciu procesov priamo na mieste, čím zabezpečujeme, že „posledný milimeter“ vášho zariadenia bude vždy na špičke.

Nech náš odborný know-how chráni dokonalosť tohto „posledného milimetra“ pre vás.
Návšteva https://www.raysoarlaser.com/získať špecializovanú diagnostiku procesu a plán jeho optimalizácie.