柯華鋼鐵供-8mm鋼板零切-陜西咸陽(yáng)鋼板零切

噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制

噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制技術(shù)： 激光切割鋼材時(shí)，氧氣和-的激光束是通過(guò)噴嘴射到被切材料處，從而形成一個(gè)氣流束。對(duì)氣流的基本要求是進(jìn)入切口的氣流量要大，2mm鋼板零切，速度要高，以便足夠的氧化使切口材料充分進(jìn)行放熱反應(yīng)；同時(shí)又有足夠的動(dòng)量將熔融材料噴射吹出。因此，除光束的及其控制直接影響切割外，3mm鋼板零切，噴嘴的設(shè)計(jì)及氣流的控制（如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等）也是十分重要的因素。

激光切割用的噴嘴采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）。通常用實(shí)驗(yàn)和誤差方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于噴嘴一般用紫銅制造，體積較小，是易損零件，需經(jīng)常更換，因此不進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算與分析。在使用時(shí)從噴嘴側(cè)面通入一定壓力pn(表壓為pg)的氣體，稱(chēng)噴嘴壓力，從噴嘴出口噴出，經(jīng)一定距離到達(dá)工件表面，其壓力稱(chēng)切割壓力pc，后氣體膨脹到-壓力pa。研究工作表明隨著pn的增加，氣流流速增加，pc也不斷增加。

可用下列公式計(jì)算： v=8.2d2(pg+1)

v-氣體流速 l/min

d-噴嘴直徑 mm

pg-噴嘴壓力（表壓）bar

對(duì)于不同的氣體有不同的壓力閾值，當(dāng)噴嘴壓力超過(guò)此值時(shí)，氣流為正常斜激波，氣流速?gòu)膩喴羲傧虺�音速過(guò)渡。此閾值與pn、pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關(guān)：如氧氣、空氣的n=5，因此其閾值pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。當(dāng)噴嘴壓力更高pn/pa=(1+1/n)1+n/2時(shí)（pn；4bar），氣流正常斜激波封變?yōu)檎�激波，切割壓力pc下降，氣流速度減低，并在工件表面形成渦流，削弱了氣流去除熔融材料的作用，影響了切割速度。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴，陜西咸陽(yáng)鋼板零切，其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。

為進(jìn)一步提高激光切割速度，可根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波，設(shè)計(jì)制造一種縮放型噴嘴，即拉伐爾（laval）噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。德國(guó)漢諾威大學(xué)激光中心使用500wco2激光器，透鏡焦距2.5〃，采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗(yàn)，見(jiàn)圖4。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示：分別表示no2、no4、no5噴嘴在不同的氧氣壓力下，切口表面粗糙度rz與切割速度vc的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出no2小孔噴嘴在pn為400kpa（或4bar）時(shí)切割速度只能達(dá)到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。no4、no5二種拉伐爾噴嘴在pn為500kpa到600kpa時(shí)切割速度可達(dá)到3.5m/min和5.5m/min。應(yīng)-的是切割壓力pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射，使切割壓力呈周期性的變化。

高切割壓力區(qū)緊鄰噴嘴出口，工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm，8mm鋼板零切，切割壓力pc大而穩(wěn)定，是工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~3.5mm，切割壓力pc也較大，同樣可以取得好的效果，并有利于保護(hù)透鏡，提高其使用壽命。曲線上的其他高切割壓力區(qū)由于距噴嘴出口太遠(yuǎn)，與-光束難以匹配而無(wú)法采用。

元素作用

碳 （c）

　　1. 提高刀刃抗變形能力和抗張強(qiáng)度

　　2. 增強(qiáng)硬度，提高抗磨損能力

　　鉻（cr）1. 增強(qiáng)硬度，抗張強(qiáng)度和韌性

　　2. 防磨損和腐蝕

　　鈷（co）1. 增大硬度和力度，使之可以承受高溫淬火

　　2. 在更復(fù)雜的合金中用來(lái)加強(qiáng)其他元素的某些個(gè)體特性

　　銅（cu）1. 增強(qiáng)抗腐蝕能力

　　2. 增強(qiáng)抗磨損能力

　　錳（mn）1. 增大可淬性，抗磨損力和抗張強(qiáng)度

　　2. 從熔化的金屬中以分離氧化和分離汽化作用帶走氧

　　3. 大量加入時(shí)，增強(qiáng)硬度，但提高脆性

　　鉬（mo）1. 增強(qiáng)力度，硬度，可淬性和韌性

　　2. -機(jī)械加工性和抗腐蝕能力

　　鎳（ni）1. 增強(qiáng)力度，硬度和抗腐蝕能力

　　磷（p）1. 增強(qiáng)力度，機(jī)械加工性和硬度

　　2. 濃度過(guò)大時(shí)易脆裂

　　硅（si）1. 增強(qiáng)延展性

　　2. 增大抗張強(qiáng)度

　　3. 從熔化的金屬中以分離氧化和分離汽化作用帶走氧

　　硫（s）1. 少量使用可-機(jī)械加工性

　　鎢（w）1. 增大力度，硬度和韌性

　　釩（v）1. 增大力度，硬度和抗震能力

　　2. 防止產(chǎn)生顆粒