萬瓦級光纖激光器切割性能與特種噴嘴

隨著萬瓦光纖激光器概念普及，國內部分設備廠家陸續升級萬瓦，因此市面上針對萬瓦級光纖激光器性能及工藝等需求越來越迫切。本文基于激光器廠家、設備廠家及終端使用廠商等多方的實際經驗積累，圍繞萬瓦級激光器的切割優勢(切割能力、切割效率、切割質量等)及工藝特點與我們推出的特種噴嘴應用進行詳實闡述，相信將會對您大有裨益。

　　? 切割能力大幅提升

　　? 切割效率成倍提高

　　■ 高功率融化切割效率大大提升，典型特種噴嘴包括BFL/FBC/BST/TCD/HHC等，詳見公司產品-噴嘴-特種噴嘴介紹。

　　▼不銹鋼切割-效率最大提升400%

　　■ 高功率氧助燃切割的可以實現亮面切割特點，需配備典型噴嘴包括HHB/HHS等，詳見公司產品-噴嘴-特種噴嘴介紹。

　　關鍵點：碳鋼亮面切割時，板材厚度確定時，存在一個極限功率。

　　?若實際功率小于極限功率，隨著功率的增加，切割速度也會相應的提高;

　　?若實際功率大于極限功率，隨著功率的增加，切割速度保持不變，不會有提高;同時，切割效果也不會有變化;

　　碳鋼氧氣亮面切割：板材厚度與極限功率的關系

　　為什么碳鋼亮面切割會有極限功率呢?

　　氧氣切割碳鋼亮面的過程分析

　　▲氧氣氣流直徑小于板材表面光斑直徑

　　■ 激光的三大作用

　　1.切割開始前的預熱作用—切割開始前，將鋼板溫度加熱到燃點溫度(>1000℃)以上，使之能夠與氧氣發生高溫氧化反應;

　　2.切割過程中的預熱作用—將切縫前部一定區域內的鋼板加熱到燃點溫度以上，保證切割氣流經過時，表面能快速發生氧化反應；

　　3.切縫處熱量補償作用—在切縫處，補償因熱傳導、輻射、去渣等引起熱損失以保證切割區的溫度。

　　■ 氧氣的作用

　　切割作用—氧氣與高溫鐵發生劇烈的氧化放熱反應，融化金屬，并吹除熔渣。

　　■ 亮面切割條件

　　1.適用于采用小噴嘴切割，氣流直徑小;

　　2.為保證板材表面光斑直徑足夠大，故切割時需要采用大的離焦量;

　　3.板材越厚，則光斑直徑越大，既離焦量越大;

　　4.保證照射到板材表面的光斑，能在極段的時間內能將鋼板溫度加熱到燃點溫度(>1000℃)以上即可，過高的功率，反而會增大熱輸入，造成板材過熱，對切割效果不利;

　　可見碳鋼亮面切割時，對于中薄板，萬瓦級功率，無法發揮出應有的優勢。解決方案就是采用空氣切割，能像切割不銹鋼一樣切割碳鋼，充分發揮萬瓦級激光器的能量，實現對碳鋼的高速切割。

　　? 亮面切割能力大幅提升

　　碳鋼采用氧氣切割時，萬瓦級激光器可實現厚板的小錐度切割。綠色表示雙邊錐度<0.1mm，保證亮面及半亮面;無色區域表示雙邊錐度在0.3~0.7mm，普通斷面。

　　▼切割板厚與噴嘴及離焦量關系示例(15000W)

　　? 空氣切割的應用更有優勢

　　由于碳鋼亮面切割時，對于中薄板，萬瓦級功率，無法發揮出應有的優勢。解決方案就是采用空氣切割，能像切割不銹鋼一樣切割碳鋼，充分發揮萬瓦級激光器的能量優勢，實現對碳鋼的高速切割。典型的噴嘴應用是我們HHA/BFL等。

　　▼碳鋼切割-空氣代替氧氣高速切割中薄板

　　萬瓦級光纖激光器在采用空氣切割12mm以內的碳鋼時，可實現滿功率無渣切割效果，且切割效率媲美不銹鋼。