给您介绍光纤激光切割机喷嘴设计及气流控制技术

　　光纤激光切割机的切割原理 不做赘述了，相信大家都知道，光纤激光切割机在切割钢材时，氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处，从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高，以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应;同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此除光束的质量及其控制直接影响切割质量外，喷嘴的设计及气流的控制(如喷嘴压力、工件在气流的位置等)也是 重要的因素。激光切割机所使用的喷嘴结构较简单，即一锥形孔带端部小圆孔，通常用实验和误差方法进行设计。

　　 激光切割机喷嘴设计及气流控制技术

　　由于光纤激光切割机的喷嘴一般用紫铜制造，体积较小，是易损零件，需经常 换，因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn(表压为Pg)的气体，称喷嘴压力，从喷嘴出口喷出，经一定距离到达工件表面，其压力称切割压力Pc，后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加，气流流速增加，Pc也不断增加。

　　可用下列公式计算：V=8.2d2(Pg+1)

　　V-气体流速L/min

　　d-喷嘴直径mm

　　Pg-喷嘴压力(表压)bar

　　金属激光切割机对于不同的气体有不同的压力阈值，当喷嘴压力超过此值时，气流为正常斜激波，气流速从亚音速向超音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度(n)两因素有关：如氧气、空气的n=5，因此其阈值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。当喷嘴压力 高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2时(Pn;4bar),气流正常斜激波封变为正激波，切割压力Pc下降，气流速度减低，并在工件表面形成涡流，削弱了气流去除熔融材料的作用，影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴，其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。