SK334592A3 - Hubica na laserové rezanie - Google Patents

Abstract

Hubica na laserové rezanie pozostáva z tela (2) rezacej hubice a má prívod (1) rezacieho kyslíka, ktorý vyúsťuje do prstencového priestoru (3) vytvoreného v tele hubice, prstencový priestorje spojený viacerými najmenej dvoma plynovými kanálikmi (4) s medzipriestorom (S) rezacej hubice, ktorý je ukončený koncentrickou dýzou (6) na prívod rezacieho plynu kyslíka do miesta rezu. Telo (2) hubice vytvára vo vnútornej svojej časti vzdušný priestor (7), ktorý vyúsťúje škrtiacim otvorom (8) do medzipriestoru (5) tela rezacej hubice.

Description

(57) Anotácia:

Hubica na laserové rezanie pozostáva z tela (2) rezacej hubice a má prívod (1) rezacieho kyslíka, ktorý vyúsťuje do prstencového priestoru (3) vytvoreného v tele hubice, prstencový priestor je spojený viacerými najmenej dvoma plynovými kanálikmi (4) s medzipriestorom (S) rezacej hubice, ktorý je ukončený koncentrickou dýzou (6) na prívod rezacieho plynu kyslíka do miesta rezu. Telo (2) hubice vytvára vo vnútornej svojej časti vzdušný priestor (7), ktorý vyúsťúje škrtiacim otvorom (8) do medzipriestoru (5) tela rezacej hubice.

I C5 . IC

HUBICA PRE LASEROVÉ REZANIE.

o < o

S <? 2ŕe

-‘Π <

«e ><

to hd

Oblasť techniky.

Vyndloz sa týka hubica pre laoorovú rozanío nolegovaných a nlzkolegovaných oceli.

Doterajší etav techniky.

Pre laserové rezania nolaguvanych u uizkolegovoných oceli sa používajú laserové zarlodanu prevažne du výkonov

2,5 ku o transmisnou (šošovkovouj optikou s použitia kyslíka ako rezacieho plynu. Tieto systúmy oú založenú na toc, ža noefokusovoné laserovú žlaronlo vstupuje do laoorovoj rezacej hubice.cez fokusačnú šošovku, ktorú jednak fokusuje laserový lúč a súčasne na hornej at rana túto hubicu uzatvára.

Do takto uzavretého priestoru je privúdzaný rezací plyn kyslík, ktorý prúdi cez otvor dýzy koncentrieky s laserovým žiarením a spolu eo efokuaovanýn laserovým žiarením spôsobuje proces rezania.

Vo vnútornom priestore laserovej hubice, ktorý ja z hornej strany uzavretý šošovkou a na strane výstupu z hubico jo otvorpre výstup efokueovaného laserového žiarenia o rezacieho kyslíku ja pretlak rezacieho kyslíka len o málo menší ako je tlak rezacieho kyslíka na vstupe do laserovej hubice. Tento pretlak kyoliko pôsobí nu fokuoaúuú šošovku o jeho prípustné hodnota je obmedzené velkooľou (priemerom} a druhom materiálu šošovky nielen z hludisko povnoatných vlastností šošovky, ale aj z hladiska možných deformácii šošovky, a tým ej degradácii Jej optických vlastnosti. Totiž aj mulé deformácia šošovky prípustná z hladiska joj mechanickej μονήos ti môže spôsobiť výraznú zmertu optických vlastnosti, ktoré eo prejavia na charakteristike fokueovandho laaerovóho lúča. preto spravidla horná hranica používaných tlakov rezacieho kyolika je pod i MPa pre šošovkovú optiky.

Podobne je použitie šošovkovej optiky llmltovuná výkonom laeorovóho žiarenia, ktorá coz Au prechádza a hustotou energie v tomto žiarení, pri väčších výkonoch laeorovúho žiarenia napríklad 5 ki7 a pri gauaovokom rozložení energio v lúči (mod TEMoo), kdo sú velkú rozdiely v hu9tote onorgie v strede s na okraji leoerovóho lúča, dochádza v dôsledku aboorbcle lúča šošovkou k velkým teplotným rozdielom v šošovke a tým k joj tepelnej deformácii u teda aj k degradácii jej optických cherokteristik o pripadne ej k jej raochcnlckej deštrukcii. Pro účoly louorovúho rezaniu jo pritom najvhodnejšie geueovekú rozloženie hustoty energie v lúči todo mod TEMoo.

Uvedená dôvody v hlavnej mioro limitujú použitia ruzacicli laserov do oblasti nižších výkonových kategórii s možnosťou rezať ocelo do hrúbok okolo 0 i-.ua.

Pre rozanio aj väčších hrúbuk p r? aúcacnon zvýšení výkonu rozania Je súčasná tendonc^u oouživuĽ ii.3ery vočuiuh výkonov u použitie kyslíku o vyjuoj čističe.

V laserových zariadenie!*· vyššie!) výkonuv 3 k.; ú viac au spravidla namiooto šošovkovoj (truiiaiHiG.iojj vonkajšej optiky používa zrkadlová optika. Takúto zariadenia eú obvykle pro účely zvárania a povrchového topolnúhc spracovaniu.

Tento eyetám laserovej hluvico je otvorený ako na strane vstupu lúča do hlavice zo struny tubusu, aj ;:o o t r*: n y výstupu lúča z dýzy. sk su takáto hlavicu pou^ijo pro rozunie laeoroM e koaxiálnym prúdením rozacleho kyclíka z dýzy, potom z uieata prívodu kyeliko dýzy môže kyslík volue prúdiť nielen cez otvor dýzy, ale oj do tlaleícli priestorov hlovico u cez tubus do volnej atuioafúry. Takto vznikejú jednak velkú straty v spotrebe rezacieho kyslíka a ruzaci kyslík vystupujúci z dýzy do procosu rozurii_fc. bude preuiciúaiiý so vzdušnou oti-ioof úrou, čír., sú znuhsd:iC.- účinok rczacibuu kyslíku na procoe rozuuio. íluvyäo v pripado použitia vysokocictúho kyoliko za účelou zvýšenia kvality rezania a rýchlost rezania ea aj malým premieuuniu tohoto kyslíka so vzduchom priaznivý účinok vysokej čistoty kyoliko no rezanie úplne ollcilnuje.

Podetato vynálezu·

Doteraz uvedonä nevýhody do značuoj aiory odatraríujo riešenie podía vynálezu, ktorého podátutu spočíva v ton, že rezacia laserová hubica pozostáva z telu, ktorá r.iá vonkajší prívod rezacieho kyslíka, pričom tento prívod ústi do prstencového priestoru vytvoreného v tele rozaccj hublco. Tonto prstencový prleotor jo prostrsdnlctvon na juaiiuj dvoch plynových kanúlikov opojený o wedziprioatoroi.i rozucej hubice a tento je ukončený výstupom koncentrlckou dýzou režúcej hubice, v hornej časti telo rezacej hubice vytváru vzdušný prioetor, ktorý vyúcťujo škrtiacim otvorom du r.údzijaríostoru tola rozccej hubice.

yriklud vyholovoniď vynálozu,

Prívod (i) rozacleho kyslíku do telu rozzccj hublco ústi do prstencového prloetoru (3) odklal Je rovnonernc n koncontrieky e osou hubice vodený viacerými napríkl:id^bplynovými kanällkml (4), ktoré majú sklon voči osi hubica napríklad 25” do nodziprloetoru (G) hubica. Z toliotc modziprlcotoru poton kycllk prúdi do koncentrickcj dýzy (G) hubicu, ktorej prieme r jo len o málo vääôi ako priemer luaurovúho lúc.i, ktorý coz iiu prechádza, napríklad 1,5 mu. Takto v uäelodku expanzie kyslíka po výstupe z plynových kanúlikov (4) dc nedziprloetaru (5) hublco n usmernenia prúdu iyaLikti lanovými kanálikai ^4) pod ualým uhla:'. naurikLad ζϋ* vací osi hubice pri roluLlvnc >'.:.loi: prierezu k-jucu.it r_c!;Uj u-;*.y ,1, nublce ii.-ipriklad 1,5 mm, vznlkú v i.iedzí.priestore íiu!.:.cc pretlak. V dGslodku toho potom okrem hlaviiuha prúdu kyslil: j pre ú£oly rezania cez dýzu hubice (5) vzniká uj voulcjäio prúdenie kyolika do vzduenúho priestoru hubice {7,, klu r ó vzhladom na uscornonlc prúdu kyclíka z plynových kanálikav·^j oaoroa k koncontrlckcj (5) dyzo hublco o monšic uko hlaví:*/ prúd kyaliko z koncontrickoj dýzy (ú) iiubicu.

Tento vadZajúí prúd kyslíka da vzdučnčiio priostoru hubice (7) je uanornený úkrtiocin otvorom (C), ktorúiio priemer je lon tek velký, ako to vyžaduje kuielovy tvar la&arováho lúča (Q), ktorý cezoň prechádza.

S takouto laeorovou rezacou hubicou ca vykonali skúšky l.ieerovúlio rezania plechov z nolegovanaj ocelo hrúbky ú, ä □ mci s použitia kyulíka obvyklej äíatccy G., 2,5 n vyžúCj čiatoiy ú., .'ί,ϋ.

Claims (1)

1. IJn zúkludo týoledkov týchto skúšok sa doolohlo zvý-lanic rezacej rýchloetl pri vyhovujúcej kvalite rozu u kyolíkon čiototy U.. 3,5 v porovnaní o kyslíkon čistoty c*., k,5 u * -i * hrúbky k um z 4,R na 5,U u.min I.iľrt Z x,u Hl· £, x Ι·Ι.··Ι .«I

   12 au z b,5 na 7,2 u._M.n ' pri opnuolizovaných ostatných p.ir«i.iatrjch rezaní;··

   Výolodky okúfiok rezacej hubice potila vynálezu pro hrúbky 2 a G uij aú plno zrovriotoZno u-výslednú u i rozonla s kyslikoui O.. 3,5 u 0.. 2,5 o hubicou 90 úošovkovuu optikou.

   C. v ti

   Pro overenia predpokladu, že locorovú Hubica pódiu vynálezu zabezpoČi nezaenenú čistotu kyslíka, kcorý do Inourovej nujico vstupuje sa vykonali Morenia pretlaku b., vo vzdušnou prio3ioro hubice.

   Výoledky tohoto aerania ukúzali, zo pri vstupných tlakoch kyslíka do hubica od u,2 do u,56 1-lPu Jo pretlak i*, vo vzdušnou prloatore hubice od u,i4 do G, 19 1-iPa.

   Teda kyolik prúdiaci z dýzy hubice ui zu vzdušného priuč aru hubico neprisávo vzduch a týu neznižuje čistotu rozneieho kyslíka. Laserová rezacia hubica podlá vyuálazu ju vhodnú najnfi na rezanie nalegovaných alebo nizkologovonýcii oceli.

   patentové iiäroky.

   Lnoerová rezne ie hubica pra rezanie najr.i_b nela^ovanýcli alobo nizkolegovaných ocolí, kturú pozostáva :: tela rezacej hubice e prívodoci rozocieho kysli!*.» vyznačujúca se týu , ze telo (2j rezacej hubice aé prívod (i) rezne, oho kyslíka, ktorý ústi do prstencového priestoru vy:vuron'jho v tole rezacej iiublco, prstoncový priestor jc opoj oný nuji.ieuoj dvoui plynový..*·! k.múlík.-i (4^ c priostorsu (S; rozaccj hubice, k tury jc u kunu or. ý ko.iceut riekou dýzou iC) hubice, pričor*. tolo (z) režúcej hubíc o vytvúru vzdušný priestor _k7), ktorý vyúsťuje äkrtiuc ^i.: otvoru·: _k0; do Ľiodzrijricstoru lei.*· i*jzíiCc; nj.:_.:e_a