CN210703095U - 一种激光切割喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于激光切割技术领域，具体为一种激光切割喷嘴，包括座体，座体顶端开设有入口、底端开设有出口，座体内设有连接入口和出口的导流通道，导流通道包括上锥形通道、下锥形通道和下竖直通道，上锥形通道上端连接入口，下端连接下锥形通道，下锥形通道的下端连接下竖直通道，下竖直通道的下端连接出口，上锥形通道、下锥形通道分别设置为内径由下至上递增的锥状通道，下竖直通道设置为竖直通道。本实用新型更好地控制气流，使得气流在出口处的部分接近音速，从而扩大切割时的切割焦点、焦点宽度、喷嘴间隙及喷嘴间隙宽度的要求范围，以便提升氧气辅助激光切割时的稳定性、提升切割能力。
Description
技术领域
本实用新型属于激光切割技术领域，具体为一种激光切割喷嘴。
背景技术
在激光切割领域中，通常采用氧气作为辅助气体切割碳钢等钢材，其通过切割喷嘴把激光照射在需要加工的材料表面，材料和激光接触的部分吸收光能并熔化，喷嘴喷出的氧气与金属发生反应释放热量，从而达到助燃的作用，而且氧气也能把熔融的残渣吹掉，但同时气流大小的控制对切割的质量影响较大，现有喷嘴的导流通道如图1所示，其包括依次相连的上锥形通道、上竖直通道、下锥形通道和下竖直通道，为了保证切割的稳定性，降低气流对切割的影响，切割时需要将切割焦点、焦点宽度、喷嘴间隙及喷嘴间隙宽度控制在一定范围内，但是现有设计的喷嘴的上述范围要求较窄，并且由于切割焦点受到光学镜片特性地影响，在切割时容易发生偏移，而喷嘴间隙由于传感器的影响也会发生变化，因此难以很好地控制切割质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可提升切割能力，确保切割稳定性的激光切割喷嘴。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种激光切割喷嘴，包括座体，所述座体顶端开设有入口、底端开设有出口，所述座体内设有连接所述入口和所述出口的导流通道，所述导流通道包括上锥形通道、下锥形通道和下竖直通道，上锥形通道上端连接所述入口，下端连接所述下锥形通道，所述下锥形通道的下端连接所述下竖直通道，所述下竖直通道的下端连接所述出口，所述上锥形通道、所述下锥形通道分别设置为内径由下至上递增的锥状通道，所述下竖直通道设置为竖直通道。
与现有技术相比，本实用新型提供的喷嘴简化了导流通道的结构，取消了现有的上竖直通道，而直接在上锥形通道与下竖直通道之间设置下锥形通道，从而延长了下锥形通道的长度，缩小下锥形通道的锥度，更好地控制气流，使得气流在出口处的部分接近音速，从而扩大切割时的切割焦点、焦点宽度、喷嘴间隙及喷嘴间隙宽度的要求范围，以便提升氧气辅助激光切割时的稳定性、提升切割能力。
进一步的，定义所述下锥形通道相对两侧内壁之间的角度为A，其中57°＜A＜63°，上述数据的设置可进一步限定导流通道的结构，确保下锥形通道的内壁斜度，在该种结构的导流通道下，可减缓气流在下锥形通道内的冲击效果，使气流导流更加顺畅，喷出更加均匀，并且确保气流在离开导流通道后才接近音速，使气流稳定性更好。
进一步的，定义所述下竖直通道的长度为L，其中1.6mm＜L＜2mm，上述数据的设置确保气体在出口处的部分接近音速。
进一步的，所述下锥形通道的长度小于所述上锥形通道的长度、而大于下竖直通道的长度。
进一步的，所述导流通道中轴线与所述座体的中轴线位于同一线上，该种设置方式便于喷嘴装配时的对位，以便提高切割精准度。
进一步的，所述座体上端设有连接座，所述入口开设在所述连接座内，所述连接座外侧设有螺纹结构，通过设置连接座，便于喷嘴的装配。优选的，定义入口的内径为φ1，其中6mm＜φ1＜12mm，上述入口内径的设定根据与连接座配合的密封结构的口孔径决定。
进一步的，定义出口的内径为φ2，其中0.8mm＜φ2＜3.0mm，上述出口内径的设定因切割板厚和所通过激光光束直径不同而不同。
附图说明
图1为现有激光切割喷嘴的剖视图；
图2为本实用新型的激光切割喷嘴的剖视图；
图3为现有激光切割喷嘴气流达到音速部分的示意图；
图4为本实用新型的激光切割喷嘴气流达到音速部分的示意图；
图5为采用不同喷嘴焦点宽度下的切割对比实验数据表格；
图6为采用不同喷嘴间隙下的切割对比实验数据表格。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的一种优选的具体实施方式。
参见图2，本实施例提供一种激光切割喷嘴，包括座体100，所述座体100顶端开设有入口101、底端开设有出口102，所述座体100内设有连接所述入口101和所述出口102的导流通道103，所述导流通道103包括上锥形通道1、下锥形通道2和下竖直通道3，上锥形通道1上端连接所述入口101，下端连接所述下锥形通道2，所述下锥形通道2的下端连接所述下竖直通道3，所述下竖直通道3的下端连接所述出口102，所述上锥形通道1、所述下锥形通道2分别设置为内径由下至上递增的锥状通道，所述下竖直通道3设置为竖直通道，所述导流通道103用于供激光和汽体通过，以输送用于切割的激光和汽体。
参见图2，所述导流通道103中轴线与所述座体100的中轴线位于同一线上，该种设置方式便于喷嘴装配时的对位，以便提高切割精准度。所述下锥形通道2的长度小于所述上锥形通道1的长度、而大于下竖直通道3的长度。
参见图2，定义所述下锥形通道2相对两侧内壁之间的角度为A，其中57°＜A＜63°，作为一种具体的实施方式，角度A优选为60°，上述数据的设置可进一步限定导流通道103的结构，确保下锥形通道2的内壁斜度，在该种结构的导流通道103下，可减缓气流在下锥形通道2内的冲击效果，使气流导流更加顺畅，喷出更加均匀，并且确保气流在离开导流通道103后才接近音速，使气流稳定性更好。
参见图2，定义所述下竖直通道3的长度为L，其中1.6mm＜L＜2mm，作为一种具体的实施方式，L设置为1.8mm，上述数据的设置确保气体在出口102处的部分接近音速。
参见图2，作为一种具体的实施方式，所述座体100上端设有连接座4，所述入口101开设在所述连接座4内，所述连接座4外侧设有螺纹结构，通过设置连接座4，便于喷嘴的装配，优选的，连接座4与座体100之间环设有用于安装密封圈的槽体41。优选的，定义入口101的内径为φ1，其中6mm＜φ1＜12mm，上述入口101内径的设定根据与连接座4配合的密封结构的口孔径决定。
参见图2，定义出口102的内径为φ2，其中0.8mm＜φ2＜3.0mm，上述出口102内径的设定因切割板厚和所通过激光光束直径不同而不同。
参见图1和图2，与现有技术相比，本实用新型提供的喷嘴简化了导流通道103的结构，取消了现有结构的上竖直通道，而直接在上锥形通道1与下竖直通道3之间设置下锥形通道2，从而延长了下锥形通道2的长度，缩小下锥形通道2的锥度，更好地控制气流，使得气流在出口102处的部分接近音速，如图3所示，采用现有结构的喷嘴在导流通道103内的气流已经接近音速，如图4所示，本实用新型的喷嘴在出口102处的气流才接近音速。
参见图2，在切割6mm厚的碳钢时，现有喷嘴的工艺要求是：切割焦点在+2mm至+3.5mm之间、焦点宽度在1.5mm左右，喷嘴间隙D(出口102到板材表面的间隙)在0.5mm至1.2mm之间、喷嘴间隙宽度在0.7mm左右；而采用本实用新型的喷嘴的工要求可达到切割焦点在+1.5mm至+4mm之间、焦点宽度在2.5mm左右，喷嘴间隙D(出口102到板材表面的间隙)在0.5mm至1.8mm之间、喷嘴间隙宽度在1.3mm左右，因此，本实用新型扩大了切割时的切割焦点、焦点宽度、喷嘴间隙及喷嘴间隙宽度的要求范围，更有利于工业生产。
参见图5和图6所示的采用现有喷嘴结构和本实用新型分别切割6mm厚碳钢的实现数据，其中图5表示关于采用不同喷嘴焦点宽度下的切割对比实验数据，图6表示关于采用不同喷嘴间隙下的切割对比实验数据，需要说明的是，喷嘴间隙表示喷嘴出口102到板材的间距。从实验数据可知，本实用新型的喷嘴可在范围更广的切割焦点宽度、和喷嘴间隙范围下完成切割，而导流通道103未经优化的现有喷嘴则无法达到本实用新型的范围要求，以便提升氧气辅助激光切割时的稳定性、提升切割能力。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (8)
1.一种激光切割喷嘴，其特征在于：包括座体，所述座体顶端开设有入口、底端开设有出口，所述座体内设有连接所述入口和所述出口的导流通道，所述导流通道包括上锥形通道、下锥形通道和下竖直通道，所述上锥形通道上端连接所述入口，下端连接所述下锥形通道，所述下锥形通道的下端连接所述下竖直通道，所述下竖直通道的下端连接所述出口，所述上锥形通道、所述下锥形通道分别设置为内径由下至上递增的锥状结构。
2.根据权利要求1所述的激光切割喷嘴，其特征在于：定义所述下锥形通道相对两侧内壁之间的角度为A，其中57°＜A＜63°。
3.根据权利要求1所述的激光切割喷嘴，其特征在于：定义所述下竖直通道的长度为L，其中1.6mm＜L＜2mm。
4.根据权利要求1所述的激光切割喷嘴，其特征在于：所述下锥形通道的长度小于所述上锥形通道的长度、而大于下竖直通道的长度。
5.根据权利要求1所述的激光切割喷嘴，其特征在于：所述导流通道中轴线与所述座体的中轴线位于同一线上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的激光切割喷嘴，其特征在于：所述座体上端设有连接座，所述入口开设在所述连接座内，所述连接座外侧设有螺纹结构。
7.根据权利要求6所述的激光切割喷嘴，其特征在于：定义入口的内径为φ1，其中6mm＜φ1＜12mm。
8.根据权利要求1至5任一项所述的激光切割喷嘴，其特征在于：定义出口的内径为φ2，其中0.8mm＜φ2＜3.0mm。
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| CN201921652926.3U CN210703095U (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 一种激光切割喷嘴 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN210703095U true CN210703095U (zh) | 2020-06-09 |
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| CN201921652926.3U Active CN210703095U (zh) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | 一种激光切割喷嘴 |
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2019
- 2019-09-30 CN CN201921652926.3U patent/CN210703095U/zh active Active
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