Auswahl der Laserschneiddüsen: Schneidkanten-Tipps

Die richtige Wahl der Laserschneiddüse verdoppelt die Effizienz.

Obwohl es wie ein kleines und unscheinbares Teil erscheinen mag, ist seine Rolle nicht unbedeutend. Es muss dem Rückprall von geschmolzenen Trümmern widerstehen und die Fläche und Größe der Gasdiffusion kontrollieren.

Daher ist die Qualität der Düse für Laserschneidkopf ist einer der wichtigsten Faktoren, die die Qualität des Laserschneidens bestimmen. Heute werden wir besprechen, wie man die richtige Düse auswählt.

I. Gibt es einen großen Unterschied zwischen Düsen verschiedener Qualitäten?

Ja, es gibt einen erheblichen Unterschied, denn das Material und die Präzision der Düse spielen eine entscheidende Rolle für die Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit, die Schwierigkeit der Justierung und den Schutz des Laserkopfes.

Eine gute Düse kann die optische Linse im Inneren des Schneidkopfes schützen und Hilfsgas an die Oberfläche und den Schlitz des Materials abgeben. SchneidstoffDas Gas wird so geleitet, dass es das Schneiden unterstützt und die Schlacke entfernt, so dass ein sauberer Schnitt entsteht.

Daher wirkt sich die Qualität der Düse direkt auf die Lebensdauer des Schneidkopfs und die Qualität des geschnittenen Werkstücks aus.

Im Allgemeinen sind die mit dem Originalschneidkopf gelieferten Düsen teurer, weshalb Düsen von Drittanbietern sehr beliebt sind. Allerdings verfügt nicht jeder Dritthersteller über die Produktionskapazität für solche Verbrauchsmaterialien.

Im Preiskampf der Faserlaser Schneidegeräte in den letzten Jahren sind auch die Preise für Laserschneidezubehör gesunken. Wer blindlings auf niedrige Preise setzt und die Qualität vernachlässigt, wird mehr Schaden anrichten als Nutzen bringen.

II. Was sind die Folgen einer unsachgemäßen Auswahl von Düsen?

Wenn die Düse nicht angemessen konstruiert und gewartet wird, kann die Verarbeitungsgenauigkeit unzureichend sein, was zu einer Verringerung des Gasdurchsatzes und einer instabilen Richtung des Luftstroms führt, was das Schmelzen von Materialien während des Schneidprozesses beeinträchtigen und geschmolzene Rückstände erzeugen kann. Bei dickeren Materialien kann das Schneiden sogar unmöglich werden.

Auswahl einer zu großen Düse

Grobe obere Streifen und untere Schlepplinien (links)
Raue obere Streifen mit gezackten Kanten (rechts)

Auswahl einer zu kleinen Düse

Unvollständiges Schneiden (links) Geschichtetes Schneiden (rechts)

III. Welche Arten von Düsen gibt es?

Derzeit gibt es zwei Haupttypen von Düsenkonstruktionen: "Niedergeschwindigkeitsdüsen" (der Gasdurchsatz ist geringer als die Schallgeschwindigkeit) und "Hochgeschwindigkeitsdüsen" (der Gasdurchsatz liegt nahe der Schallgeschwindigkeit).

Zu den Faktoren, die sich auf die Leistung der Düse auswirken, gehören der Gasdruck im Schneidkopfhohlraum, der Durchmesser der Düse, die innere Form der Düse und die Form des Düsenauslasses.

Das Funktionsprinzip einer Hochgeschwindigkeitsdüse ähnelt dem Auslassprinzip eines Raketen- oder Strahltriebwerks, das eine beschleunigende Wirkung auf das in die Düse eintretende Gas hat. Daher kann eine Hochgeschwindigkeitsdüse bessere Schneidergebnisse für zähflüssige Materialien erzielen.

Wird eine normale Langsamlaufdüse verwendet, schwankt die Flächenpressung des Werkstücks bei Änderungen der Schnitthöhe erheblich, was zu unbefriedigenden Schneidergebnissen führen kann.

IV. Wie wählt man eine Düse aus?

Das Laserschneiden gilt heute als eine der effizientesten, hochwertigsten und präzisesten Methoden der Metallbearbeitung.

Verschiedene Faktoren beeinflussen das Laserschneiden, und die Düse ist einer davon. Die Auswahl der richtigen Düse beim Schneiden verschiedener Materialien kann die Bearbeitung vereinfachen. Aber wie kann man die richtige Düse auswählen? Schauen wir uns das heute einmal an.

Die Düse, die auch als Kupferdüse bezeichnet wird, ist eine der wichtigsten Komponenten beim Laserschneiden. Am unteren Ende des Schneidkopfes wirken sowohl der Laserstrahl als auch das Hilfsgas auf das Schneidstoff durch die Düse. Ihre Hauptfunktion besteht darin, das Hilfsgas zu sammeln und einen hohen Druck zu erzeugen, der es auf die Oberfläche und in den Raum abgibt. Schnittspalt des Schneidstoffs.

Dadurch wird das während des Schneidvorgangs geschmolzene und verdampfte Ausgangsmaterial weggeblasen und eine saubere Schnittfuge hinterlassen. Gleichzeitig wird verhindert, dass Verunreinigungen wie geschmolzene Schlacke und Staub wieder nach oben gelangen, wodurch die innere Linse geschützt wird.

Düsenöffnung des Laserschneidkopfes

Um bessere Schnitte zu erzielen, muss die Konzentrizität des Laserstrahls und der Düsenmitte kontrolliert werden, was einer der wichtigsten Faktoren für die Schnittqualität ist. Daher muss die Düse koaxial zum Laserstrahl ausgerichtet sein, um bessere Schnittflächen zu erhalten.

Wenn das Zentrum der Düse und das Zentrum des Laserstrahls nicht koaxial sind, hat dies folgende Auswirkungen auf die Schnittqualität:

  1. Das Schneidgas wird aus der Mitte der Düse gesprüht, dem Mittelpunkt, an dem die Platte geschnitten werden muss. Befindet sich der Laser nicht in der Mitte der Düse, kommt es zu einer Abweichung zwischen dem Laseraktionspunkt und dem tatsächlichen Punkt, was zu einer spürbaren Inkonsistenz zwischen dem tatsächlichen Schnitt und dem erwarteten Ergebnis führt.
  2. Befindet sich der Laser nicht in der Mitte der Düse, trifft der Strahl während des normalen Betriebs auf die Innenwand der Düse, was die Düse stark verbrennen und die eigentliche Schneidwirkung beeinträchtigen kann.

Um zu überprüfen, ob der Laserstrahl und die Düse koaxial sind, sind die folgenden Prüfschritte erforderlich:

Laserstrahl und Düse sind koaxial
  1. Kleben Sie ein Stück durchsichtiges Klebeband über die Düsenöffnung, wobei der runde Rand das Klebeband vollständig überlappen muss;
  2. Stellen Sie die Leistung des Geräts auf etwa 100 W ein, und verwenden Sie den Punktschußmodus, um das transparente Band mit dem Laser zu bestrahlen;
  3. Entfernen Sie das durchsichtige Klebeband und beobachten Sie das Verhältnis zwischen dem kreisförmigen Rand und der Position des Laserlochs.

Wenn sich das Loch in der Mitte des Kreises befindet, sind Laserstrahl und Düse koaxial, und es ist keine Justierung erforderlich. Befindet sich das Loch nicht in der Mitte des Kreises oder ist das Loch nicht zu sehen (der Laserstrahl trifft auf die Innenwand der Düse), müssen Sie die Einstellschraube an der Laserschneidkopf. Wiederholen Sie die Schritte 1-3, bis das Laserloch mit der Mitte der Düse übereinstimmt.

Auswahl des Düsentyps:

Düsen werden in Einschicht- und Zweischichtdüsen unterteilt. Einschichtdüsen haben relativ langsame Gasströmungsgeschwindigkeiten und werden in der Regel zum Schneiden von Metallen wie Edelstahl, Aluminiumlegierungen und Kupfer eingesetzt, wobei häufig Stickstoff als Hilfsgas verwendet wird.

Doppelschichtdüsen haben eine hohe Gasdurchflussgeschwindigkeit und eignen sich für das Hochgeschwindigkeitsschneiden. Sie werden häufig zum Schneiden von Kohlenstoffstahl eingesetzt, wobei im Allgemeinen Sauerstoff als Hilfsgas verwendet wird und die Schnittfläche aufgrund von Oxidation meist schwarz wird.

Auswahl der Düsengröße:

Die Größe der Düsenöffnung bestimmt die Geschwindigkeit des Gasflusses, der auf das Schneidmaterial einwirkt, und wirkt sich somit auf die Entfernung des geschmolzenen Materials aus. Je größer und schneller der in den Schnittspalt eintretende Luftstrom ist, desto stärker ist die Fähigkeit, das geschmolzene Material wegzublasen.

Je dicker die Platte, desto größer sollte theoretisch die Düse sein. Je größer jedoch die Öffnung der Düse ist, desto größer ist die Gefahr, dass geschmolzenes Material beim Schneiden nach oben spritzt, was die Lebensdauer der Linse verkürzt.

Deformierte Düsen oder Düsen mit geschmolzenen Tröpfchen beeinträchtigen die Schneidwirkung. Daher sollte die Düse vorsichtig gehandhabt werden, um Stöße oder Verformungen zu vermeiden, und etwaige geschmolzene Tropfen auf der Düse sollten umgehend entfernt werden.

Faktoren, die bei der Auswahl einer Düse zu berücksichtigen sind:

Bei der Auswahl einer Düse sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen:

Verarbeitungsbedarf: Einschichtige Düsen in Laseranlagen werden hauptsächlich verwendet für Schneiden von rostfreiem Stahl und Aluminiumplatten mit Stickstoff, während Zweischichtdüsen hauptsächlich zum Schneiden von Kohlenstoffstahl mit Sauerstoff verwendet werden.

Material: Die Düsen werden in der Regel aus zwei Materialien hergestellt: Kupfer und Messing. Purpurkupfer hat eine bessere Leitfähigkeit und Wärmeleistung als Messing.

Größe: Die Größe der Düsenöffnung bestimmt die Gasdurchflussmenge und die Form des Gasfeldes. Im Allgemeinen wird beim Schneiden von Blechen unter 3 mm eine Düse mit einem Durchmesser von 1 mm empfohlen, und für 3 mm oder mehr wird eine Düse mit einem Durchmesser von 1,5 mm empfohlen. Für das Schneiden von Blechen über 10 mm wird eine Düse mit einem Durchmesser von 2 mm oder mehr empfohlen.

Verarbeitungsgenauigkeit: Eine gute Laserkopfdüse sollte eine Rundlaufgenauigkeit von 0,03 mm haben, während Düsen mit einer Größe von 1,0 mm oder weniger eine Rundlaufgenauigkeit von 0,02 mm oder besser haben sollten. Düsen mit hochpräzisem Rundlauf verringern nicht nur die anfängliche Fehlersuche während der Bearbeitung, sondern verhindern auch wirksam eine Beschädigung des Laserkopfes, die durch das Auftreffen des Hochenergielasers auf die Innenwand des Kopfes verursacht wird.

V. Einführung in gängige Düsen

Gemeinsame Düsen

Es gibt verschiedene Arten von Düsen, die häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Hier sind einige der gebräuchlichsten:

Einschichtige Düse - S

Merkmale: Konische Innenwand mit hohem Gasdurchsatz für das Schlackenblasen.

Zweck: Schmelzschneiden von Materialien wie rostfreiem Stahl und Aluminiumplatte.

Doppellagige Düse - D

Merkmale: Doppellagige Verbunddüse mit zusätzlichem Innenkern auf der Basis einer einlagigen Düse.

Zweck: Doppellagig 2.0 oder größer für das Sandschneiden von Kohlenstoffstahl

Doppellagige Hochgeschwindigkeitsdüse - E

Merkmale: Die Düse hat eine spitze Form, und die drei Löcher am Rand des inneren Kerns sind größer als die einer normalen zweischichtigen Düse.

Zweck: Es wird hauptsächlich für leistungsstarkes, schnelles und hochwertiges Schneiden von Kohlenstoffstahl bis zu einer Dicke von 20 mm mit einer glatten und glänzenden Oberfläche verwendet.

Hochgeschwindigkeits-Einzellagendüse - SP

Merkmale: Die Düse hat eine spitze Form mit einer konischen Innenwand, die ein gestuftes Design aufweist.

Zweck: Es wird hauptsächlich für das Hochleistungs-Hochgeschwindigkeitsschneiden von Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von mehr als 20 mm verwendet, was zu einer glatten und glänzenden Oberfläche führt. Es ist auch für sauerstofffokussierende Schneidanwendungen geeignet.

Hochgeschwindigkeits-Einzellagendüse - SD

Merkmale: Die Düse hat eine spitze Form mit einer konischen Innenwand und einer größeren Düsenöffnungsfläche.

Zweck: Es wird hauptsächlich für das Hochgeschwindigkeitsschneiden von Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von über 20 mm verwendet, was zu einer glatten und stabilen Schnittleistung mit besserer Schnittqualität führt.

Boost-Düse - B

Merkmale: Im Vergleich zu einer einschichtigen Düse hat die Düse eine Stufenschicht an der Düsenöffnung.

Zweck: Es kann zum Hochleistungsschneiden von rostfreiem Stahl und Kohlenstoffstahl mit Stickstoff oder Druckluft bei niedrigem Druck verwendet werden.

VI. Wie wird eine Düse installiert und eingestellt?

Schritte zur Installation der Düse:

  1. Schrauben Sie die alte Düse ab.
  2. Setzen Sie die neue Düse ein und ziehen Sie sie mit angemessener Kraft an.
  3. Nach dem Auswechseln der Düse muss die Kapazität neu kalibriert werden.

Als Beispiel für einen BLT 12kW Laserschneiden Kopf mit einem Brennpunkt in Verbindung mit einer Düse (0 Brennpunkt muss kalibriert werden):

  • Doppellagige 1.2E-Düse: zum Schneiden von 3mm-12mm Kohlenstoff Stahlplatte, Schwerpunkte zwischen 5-11.
  • Doppellagige 1.4E-Düse: Brennpunkte zwischen 9-14.
  • Doppellagige 1.6E-Düse: Brennpunkte zwischen 11-16.
  • Doppellagige 1.8E-Düse: Brennpunkte zwischen 13-18.
  • SP Einschichtige 1,2-Düse: Brennpunkte zwischen 8-13.
  • SP Einschichtige 1,4-Düse: Brennpunkte zwischen 10-15.
  • SP Einschichtige 1,6-Düse: Brennpunkte zwischen 12-17.
  • SP Einschichtige 1,8-Düse: Brennpunkte zwischen 14-19.

Es ist wichtig, die Düse richtig zu installieren und zu kalibrieren, um eine optimale Leistung und Schnittqualität zu gewährleisten.

VII. Empfehlungen für gängige Düsen

LaserSchnittdicke (Blankschneiden von Kohlenstoffstahl mit Sauerstoff)Vorgeschlagene Düse
Laser mit niedriger Leistung (≤6000W)16-20mm1.4D-1.6D allgemeine konische Düse
Laser mit hoher Leistung (≥6000W, mit Raycus 12kW als Beispiel)3-12mm1.2E Zweischicht-Hochgeschwindigkeitsdüse
12-14mm1.2B-1.4E Zweischicht-Hochgeschwindigkeitsdüse
16-20mm1.4E-1.6E Zweischicht-Hochgeschwindigkeitsdüse
22-35mmEinschichtige Hochgeschwindigkeitsdüse SP1.4-SP1.8
oder
1.4E-1.8E Zweischicht-Hochgeschwindigkeitsdüse
35-40mmEinschichtige Hochgeschwindigkeitsdüse SP1.6-SP1.8
oder
1.6E-1.8E Zweischicht-Hochgeschwindigkeitsdüse

Die Qualität der auf dem Markt erhältlichen Düsen ist sehr unterschiedlich. Es wird empfohlen, sie sorgfältig nach dem oben genannten Inhalt zu unterscheiden und über die üblichen Kanäle zu kaufen.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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