激光切割机切割头由喷嘴、聚焦透镜和聚焦跟踪系统组成。喷嘴的形式和尺寸的选择对切割质量有很大的影响。喷嘴主要有三种形式:平行、收敛和锥形。如概述图。然而,一些国外机构利用气体动力学知识研究了收敛扩张喷嘴。这种喷嘴在切割时具有良好的切割特性。但由于喷嘴内腔复杂,加工工艺和精细型有限,无法投入工业化生产。
聚焦透镜
利用激光束的能量进行切割,激光器射出的原始光束必须通过透镜聚焦才能形成高能量密度的光斑。根据高斯光学理论,焦点处的功率密度最高。透镜焦距越长,焦点光斑越大,功率密度越低,但焦深越大(焦深是指焦点两侧直径变化为5%的两个光斑间距,在切割中也称为有效切割范围),操作容量大。5寸透镜的有效范围大于3寸透镜。这就是为什么中长焦透镜适合厚板切割,对跟踪系统的间距稳定性要求较低,但激光输出功率要求较高。相反,短焦透镜只适合D短焦对跟踪系统的间距稳定性有严格的要求,但对激光输出功率的要求可以大大降低。
跟踪系统
聚焦跟踪系统一般由聚焦切割头和跟踪传感器系统组成。切割头由导光聚焦、水冷、吹风和机械调节组成;传感器由传感元件和放大控制部件组成。根据传感器元件的不同跟踪系统也完全不同,主要有两种形式的跟踪系统,一种是电容式传感器跟踪系统,也称为非接触式跟踪系统。另一种是电感传感器跟踪系统,又称接触式跟踪系统。
故障及维修
电极和喷嘴是数控等离子切割机和激光切割机日常运行中消耗量最大的消耗品,尤其是进口电极和喷嘴。因此,有效延长电极和喷嘴的使用寿命,将大大降低等离子切割加工的生产成本。电极和喷嘴的消耗与气压、冷却水压、电压、电流、供气质量、电流、供气质量和消耗品质量。还必须注意机器故障引起的一些异常消耗。在切割机引弧的瞬间,成套的电极和喷嘴经常被烧毁,有的在切割后0.5~1h内部烧毁,这些都不是正常消耗。
检查发现,电极和喷嘴之间的电弧烧结了电极和喷嘴的边缘。为此,采取不同型号的电极和喷嘴,更换新的切割枪,调整空气和水压。虽然效果发生了一些变化,但并不明显,有时会莫名其妙地恢复正常。经反复检查,发现是切割过程中意外断气造成的故障。分段调查发现,电动阀控制台内的电磁阀失电导致断气,而电磁阀失电是由于来回拖车造成的。由于断气时间短,测量时好,故障难以发现。正是在这短时间内,电极和喷嘴被烧毁。修复固定电缆后,故障消除。