Расходные материалы для лазерных оптоволоконных станков. Часть 2

Разнообразие сопел проявляется и в их конструктивном исполнении по количеству слоев. Существует два базовых типа: однослойные и двухслойные. В случае с одинарным вариантом весь газопоток идет одним каналом. Это упрощает конструкцию и снижает стоимость, что часто привлекает тех, кто только начинает работать с лазерной резкой или обрабатывает относительно тонкие материалы. Многие производители рекомендуют именно одинарные сопла при использовании азота, поскольку он позволяет получить аккуратную кромку без окисления, а давление газа при такой работе обычно не столь высокое, как при других режимах. Однослойное сопло также неплохо подходит для использования воздуха, если задачи не предъявляют слишком жестких требований к качеству. Нельзя забывать, что при резке кислородом одинарная конструкция справляется, но здесь нужно особенно аккуратно выбирать давление газа и соответствующий диаметр отверстия, чтобы не вызвать избыточного окисления и не испортить торцы реза.

Двухслойные (или двойные) сопла созданы для ситуаций, когда в резе необходимо более сложное распределение потоков. Такой вариант часто эксплуатируют при работе с углеродистой сталью, когда применяется кислород под невысоким давлением. Дополнительный слой помогает формировать завихрение, способствующее стабильному «прожигу», и в целом уменьшает риск неконтролируемого горения кромок. Благодаря внутреннему и внешнему контуру газа оператор может тоньше настраивать смесь, а защита основной полости сопла от чрезмерного нагрева или брызг металла становится эффективнее. Стоимость таких насадок выше, чем у одинарных, однако их долговечность и точность часто оправдывают затраты, особенно в условиях интенсивного промышленного использования.

Некоторые модели сопел покрывают хромом. Покрытие продлевает срок службы насадки, поскольку на стенках накапливается меньше капель расплавленного металла, а также снижается вероятность образования въевшихся частиц, сложных для удаления. Это особенно актуально при высокотемпературной работе и повторяющихся циклах резки, где каждое сопло подвергается существенным нагрузкам. Кроме хрома, встречаются и другие защитные напыления, но классическим считается именно хромирование благодаря своей износостойкости и доступности.

Важно иметь в виду, что, помимо геометрии сопла, оператору следует обратить внимание на тип посадочной грани. Одни насадки имеют шестигранную базу, другие — круглую. Шестигранная часть обычно требуется для станков с автоматической сменой сопел, и оператору не нужно вручную снимать сопло при переходе от одной программы к другой. Если же станок не оснащен системой автоматической смены, то проще брать круглый вариант, который легче вкручивать и откручивать обычным инструментом. В целом на качество и скорость резки это не влияет, но с точки зрения удобства в условиях непрерывного производства выбор системы посадки играет значимую роль.

Еще один параметр, который упускают из виду начинающие, — точная соосность лазерного луча и отверстия сопла. Даже идеальное сопло с дорогим покрытием и правильно подобранным диаметром не даст хороших результатов, если луч проходит чуть в стороне от геометрического центра насадки. Подобная ситуация обычно приводит к неравномерному расплавлению кромок, к накоплению брызг на одной стороне и даже к повреждению защитной линзы. Поэтому при монтаже сопла желательно проверять, насколько ровно и по центру выходит луч из канала, и корректировать положение лазерной головки, если это предусмотрено конструкцией.

Для операторов лазерных станков может быть важным и такой фактор, как высота сопла над поверхностью листа. Обычно речь идет о небольших зазорах в несколько миллиметров. Однако даже они могут повлиять на скорость газового потока, расход газа, возможность образования наплывов и, конечно, риск столкновения с деталью, если она внезапно поднимется. Когда сопло расположено слишком близко, качество кромок может оказаться выше, но возрастает опасность, что металл, начав изгибаться, или уже вырезанная заготовка, приподнимаясь, столкнется с нижним краем насадки и вызовет сбой в работе. Слишком большое расстояние, наоборот, ослабит давление и ухудшит удаление расплава. Обычно рекомендуют подбирать промежуточное значение, используя знания о толщине листа, типе материала, давлении, а также ориентируясь на рекомендации производителя оборудования.

Выбирая сопло для резки тонкой нержавеющей стали или алюминия, операторы чаще всего останавливаются на одном из вариантов с маленьким отверстием, чтобы получить чистый, ровный рез без значительных обгорания кромки. Если же речь идет о массивных листах углеродистой стали, предпочтение отдают более широкому отверстию, которое пропускает солидный поток кислорода, помогая быстрее прожигать металл. В этом случае оправдано применение двухслойной конструкции, поскольку возрастает необходимость аккуратного контроля над процессом окисления. Но независимо от того, идет ли речь о маленьком отверстии в сопле или о большом, об однослойной или двухслойной конструкции, необходимо хранить сопла аккуратно, беречь их от деформаций и регулярно проводить очистку, чтобы не допустить засорений внутреннего канала. Любая царапина или острый выступ внутри могут изменить аэродинамику газового потока и повлиять на качество итогового результата.