激光切管機(jī)噴嘴參數(shù)哪個(gè)好?
發(fā)布者:捷泰克 發(fā)布時(shí)間:2021-5-22 14:37:54
激光切管機(jī)噴嘴參數(shù)哪個(gè)好? 我們先了解下激光噴嘴:工件加工是利用能量密度高度集中的激光束相對(duì)于工件之間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)完成切割任務(wù)的。在切割過程中,常常利用外加的輔助氣體,來改善加工條件。采用輔助氧氣能夠促使金屬表面氧化,提高切割效率。切割易燃材料時(shí),可采用惰性氣體,能有效防止材料燃燒。外加輔助氣體在噴嘴外的速度與壓力對(duì)切割過程有一定的影響,它的運(yùn)動(dòng)情況是影響激光切割質(zhì)量的重要因素,使用何種噴嘴參數(shù)有利于切割加工是需要研究的問題。對(duì)氣流的基本要求是進(jìn)入切口的氣流量要大,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。
下面就以一種噴嘴的參數(shù)變化,利用fluent模擬來觀察其對(duì)激光切管機(jī)加工的影響為方便研究,采用一種簡(jiǎn)易噴嘴,主要包括兩部分,即前端的收縮段和后部的穩(wěn)定段,其主要參數(shù)有收縮的錐角α以及穩(wěn)定段的長度l為了研究噴嘴各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氣體流場(chǎng)的影響,本文在相同的初始條件下,即進(jìn)口總壓為0.6MPa的情況下,通過改變某一結(jié)構(gòu)參數(shù)即收縮角和穩(wěn)定段長度來進(jìn)行模通過對(duì)以上的模擬結(jié)果進(jìn)行分析,可以得出以下幾點(diǎn):
(1)在總壓為0.6MPa時(shí),第1種情況下錐形噴嘴的氣體出口壓力為0.2MPa,由于在出口處的壓力高于環(huán)境壓力,所以氣體繼續(xù)膨脹,在距出口約2mm處,壓力迅速衰減至0.09MPa,即最低點(diǎn),最后壓力趨于穩(wěn)定至環(huán)境壓力;
(2)在同樣情況下,氣體繼續(xù)膨脹以后,氣流速度增加,增至470m/s,然后減弱。最后在外流場(chǎng)中趨于減弱的情況,但由于出口速度較大,而且減慢的趨勢(shì)緩慢,所以在一段路徑后仍保持一定的高速,這一現(xiàn)象也有利于氣體以較高的速度進(jìn)入窄切縫中,帶走加工時(shí)的切屑,保證加工的順利進(jìn)行;、
(3)在改變收縮角大小,出口處的直徑不變的情況下,隨著錐角的減小,速度略有增加,,可以看出最高點(diǎn)的速度達(dá)到480m/s,而出口處的壓力則略有下降,但整體曲線的變化趨勢(shì)基本相同;
(4)在改變穩(wěn)定段長度的情況下,穩(wěn)定段長度由3mm改為5mm,整體的噴嘴的長度由15mm變?yōu)?8mm,這時(shí)壓力與速度的整體曲線走勢(shì)也無明顯差別,速度最高點(diǎn)處略有下降,為465m/s,但噴嘴出口壓力降低,約為0.15MPa。通過對(duì)以上的結(jié)果進(jìn)行的分析,可以看出,在總壓一定、出口處直徑一定的情況,隨著收縮角與穩(wěn)定段長度的變化,沿軸線方向上的壓力與速度的變化趨勢(shì)都大致相同,但收縮角的增大會(huì)導(dǎo)致氣流速度的降低,錐角越大,噴嘴內(nèi)部氣體膨脹越不充分,而且出口的稍高壓力和低速度對(duì)后來流體都具有一定阻礙作用,而這也將影響切割質(zhì)量,所以不建議采用大的錐角。而穩(wěn)定段長度的改變對(duì)速度的影響則沒有那么明顯,但會(huì)使得出口處的壓力減小,并且較長的穩(wěn)定段會(huì)引起沿程阻力損失等能量消耗,所以穩(wěn)定段長度的增加雖有利于均勻氣流的獲得,但對(duì)切割過程不利,同樣,不建議使用長的穩(wěn)定段。
通過捷泰克激光給大家講解的內(nèi)容,大家已經(jīng)大體了解到這種噴嘴參數(shù)對(duì)激光切管機(jī)使用會(huì)造成影響,那到底激光切管機(jī)哪種參數(shù)比較好呢?不建議采用大的錐角和使用長的穩(wěn)定段,在實(shí)際操作中還需具體問題具體分析,在使用這種設(shè)備的時(shí)候,要多注意這方面的問題,減少工件損耗。更多激光知識(shí)歡迎咨詢捷泰克激光,捷泰克激光切管機(jī)擁有激光切管,高精、高效、穩(wěn)定可靠; 智能化管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)加工; 擴(kuò)展性強(qiáng),各類管材、型材及異形管材加工。
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(1)在總壓為0.6MPa時(shí),第1種情況下錐形噴嘴的氣體出口壓力為0.2MPa,由于在出口處的壓力高于環(huán)境壓力,所以氣體繼續(xù)膨脹,在距出口約2mm處,壓力迅速衰減至0.09MPa,即最低點(diǎn),最后壓力趨于穩(wěn)定至環(huán)境壓力;
(2)在同樣情況下,氣體繼續(xù)膨脹以后,氣流速度增加,增至470m/s,然后減弱。最后在外流場(chǎng)中趨于減弱的情況,但由于出口速度較大,而且減慢的趨勢(shì)緩慢,所以在一段路徑后仍保持一定的高速,這一現(xiàn)象也有利于氣體以較高的速度進(jìn)入窄切縫中,帶走加工時(shí)的切屑,保證加工的順利進(jìn)行;、
(3)在改變收縮角大小,出口處的直徑不變的情況下,隨著錐角的減小,速度略有增加,,可以看出最高點(diǎn)的速度達(dá)到480m/s,而出口處的壓力則略有下降,但整體曲線的變化趨勢(shì)基本相同;
(4)在改變穩(wěn)定段長度的情況下,穩(wěn)定段長度由3mm改為5mm,整體的噴嘴的長度由15mm變?yōu)?8mm,這時(shí)壓力與速度的整體曲線走勢(shì)也無明顯差別,速度最高點(diǎn)處略有下降,為465m/s,但噴嘴出口壓力降低,約為0.15MPa。通過對(duì)以上的結(jié)果進(jìn)行的分析,可以看出,在總壓一定、出口處直徑一定的情況,隨著收縮角與穩(wěn)定段長度的變化,沿軸線方向上的壓力與速度的變化趨勢(shì)都大致相同,但收縮角的增大會(huì)導(dǎo)致氣流速度的降低,錐角越大,噴嘴內(nèi)部氣體膨脹越不充分,而且出口的稍高壓力和低速度對(duì)后來流體都具有一定阻礙作用,而這也將影響切割質(zhì)量,所以不建議采用大的錐角。而穩(wěn)定段長度的改變對(duì)速度的影響則沒有那么明顯,但會(huì)使得出口處的壓力減小,并且較長的穩(wěn)定段會(huì)引起沿程阻力損失等能量消耗,所以穩(wěn)定段長度的增加雖有利于均勻氣流的獲得,但對(duì)切割過程不利,同樣,不建議使用長的穩(wěn)定段。
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