در صنعت فرآوری فلزات، فناوری برش لیزری به دلیل کارایی، دقت و تطبیق پذیری آن به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. نازل برش لیزر نقش حیاتی در کل فرآیند برش دارد. طراحی و انتخاب نازل ها به طور مستقیم بر کیفیت برش از جمله سرعت برش، دقت برش، کیفیت لبه و مصرف مواد تأثیر می گذارد. این مقاله به تفصیل تاثیر نازل های برش لیزری بر کیفیت برش و انتخاب دیافراگم نازل را مورد بحث قرار خواهد داد.

1. تاثیر نازل های برش لیزر بر کیفیت برش

سرعت برش:

سرعت برش یک شاخص مهم برای کارایی برش لیزری است. طراحی نازل تاثیر بسزایی در سرعت برش دارد. طراحی مناسب نازل جریان گاز را بهینه می کند و سرعت برش را افزایش می دهد. دیافراگم نازل، شکل و فاصله از نازل تا قطعه کار همگی بر جریان گاز تأثیر می گذارند. جریان خوب گاز می تواند سرباره را به سرعت حذف کند و از چسبیدن آن به سطح برش جلوگیری کند و در نتیجه سرعت برش را افزایش دهد.

دقت برش:

دقت برش، کیفیت نهایی قطعه برش را تعیین می کند. دقت و تراز نازل مستقیماً بر دقت تمرکز و برش پرتو لیزر تأثیر می گذارد. اگر قطر سوراخ نازل ناهموار باشد یا تراز نازل ضعیف باشد، پرتو لیزر منحرف می‌شود و در نتیجه مسیر برش نادرست است و بر کیفیت نهایی برش تأثیر می‌گذارد.

کیفیت لبه:

کیفیت لبه یکی از معیارهای مهم برای ارزیابی کیفیت برش است. طراحی نازل بر یکنواختی جریان گاز و در نتیجه راندمان حذف سرباره تأثیر می گذارد. یک نازل مناسب می تواند جریان هوای یکنواخت و متمرکز ایجاد کند، چسبندگی سرباره را کاهش دهد و لبه برشی صافی به دست آورد. کیفیت لبه ارتباط مستقیمی با سهولت مراحل پردازش بعدی دارد.

مصرف مواد:

طراحی ضعیف نازل می تواند منجر به ضایعات بیشتر مواد شود. به عنوان مثال، اگر جریان گاز به اندازه کافی متمرکز نباشد، منطقه متاثر از حرارت برش را افزایش می دهد و باعث گرم شدن بیش از حد، تغییر شکل یا سوختن لبه های مواد و افزایش ضایعات مواد می شود. بنابراین طراحی نازل نقش مهمی در کاهش مصرف مواد و بهبود منافع اقتصادی دارد.

2. انتخاب دیافراگم نازل

دیافراگم نازل یک پارامتر مهم بر کیفیت برش لیزری است. مواد مختلف و نیازهای برش به قطر سوراخ نازل متفاوتی نیاز دارند. در اینجا چند فاکتور برای انتخاب دیافراگم نازل وجود دارد:

نوع و ضخامت مواد:

مواد ورق نازک: مواد ورق نازک معمولا از نازل های با قطر سوراخ کوچکتر (مانند 1.0 میلی متر تا 1.5 میلی متر) استفاده می کنند تا دقت برش و کیفیت لبه بالاتری به دست آورند. دیافراگم‌های کوچک‌تر جریان هوای متمرکز و قدرتمندتری تولید می‌کنند و به حذف سریع سرباره مذاب کمک می‌کنند.

مواد صفحه ضخیم: مواد صفحه ضخیم معمولاً به نازلی با قطر سوراخ بزرگتر (مانند 2.0 میلی متر تا 3.0 میلی متر) نیاز دارند تا جریان هوای کافی را فراهم کند تا اطمینان حاصل شود که سرباره می تواند به موقع حذف شود و از تغییر شکل مواد در طول فرآیند برش جلوگیری شود.

نوع گاز برش:

اکسیژن: معمولاً از اکسیژن برای برش فولاد کربنی استفاده می شود. هنگام استفاده از برش اکسیژن، قطر سوراخ بزرگتر (مانند 1.5 میلی متر تا 2.5 میلی متر) برای ارائه جریان هوا کافی و اثر احتراق واکنش، و بهبود سرعت و کیفیت برش مورد نیاز است.

نیتروژن: نیتروژن معمولاً برای برش فولاد ضد زنگ و آلومینیوم استفاده می شود. از آنجایی که نیتروژن از احتراق پشتیبانی نمی کند، استفاده از یک نازل با قطر سوراخ کوچکتر (مانند 1.0 میلی متر تا 1.5 میلی متر) می تواند فشار جریان هوای بالاتری ایجاد کند و کیفیت برش را بهبود بخشد.

قدرت لیزر:

لیزرهای پرقدرت معمولاً به نازل هایی با دیافراگم بزرگتر نیاز دارند تا جریان هوای بیشتری را برای خنک کردن منطقه برش و حذف سرباره ایجاد کنند. لیزرهای کم مصرف می توانند از نازل های با دیافراگم کوچکتر برای دستیابی به دقت برش بالاتر استفاده کنند.

سرعت برش و کیفیت مورد نیاز:

برای برش با سرعت بالا، انتخاب یک نازل با قطر سوراخ بزرگتر می تواند سرعت جریان گاز را افزایش دهد و در نتیجه روند برش را تسریع کند.

برای برش‌های با کیفیت بالا، انتخاب یک نازل سوراخ کوچک‌تر می‌تواند کنترل دقیق‌تری جریان گاز را فراهم کند و کیفیت لبه برش را تضمین کند.