Сопло для резки металла

Обновлено: 19.05.2024

Сопло является одним из расходных элементов лазерного станка. Деталь используется в конструкции системы лазерной головы из сопла выходит луч и обдув зоны реза. Наличие последней, минимизирует или полностью исключает вероятность окисления или подгорания нагретых поверхностей.

Из каких материалов производится сопло, какие задачи решает

Сопло является элементом лазерной оптической головы для сварки, резки.

Подавляющее большинство моделей сопел выполняется из меди, так как этот материал хорошо рассеивает тепло, сохраняет свои ёмкостные характеристики при значительных температурах.

Отдельные версии имеют хромовое покрытие. Задачей последнего является исключение вероятности налипания выдуваемых из зоны реза капель расплава.

Сопловая часть устанавливается в лазерной голове сразу за оптической системой.

Благодаря её наличию решаются задачи:

подачи к зоне реза рабочих газов (с регулировкой расхода).

Ими выдувается расплавленный металл. При этом повышается качество кромок, исключается возникновение наплывов.

обеспечения соосности газовой струи и лазерного луча;
небольшой защиты оптики лазера.

Непосредственно на сопло замыкается контакт датчика слежения (чаще всего, через керамический изолятор). Последний формирует сигналы, позволяющие выдерживать при работе заданное расстояние между соплом и поверхностью заготовки.

Любое сопло, независимо от модели и бренда (IPG Photonics, WSX, Raytools, иных) имеет уплотнительные, зажимные, керамические кольца, проставки, корпусные детали.

Чем активнее используется головка, тем чаще следует менять сопла.

Классификация существующих типов

С учётом материала обрабатываемой заготовки для выполнения реза используется один или два разных газа. Соответственно применяют одинарное или двойное сопло.

Одинарные (однослойные) и двойные (двухслойные)

Первое используется при работе на атмосферном воздухе, газовых средах условно-инертных, инертных (азот, аргон). Эти газы предупреждают окисление. Эта способность обусловила их востребованность для работы с высоколегиррованными марками стали, титаном, алюминием, латунью, так как позволяет получить кромку высокого качества.

Одновременно поступающие газы охлаждают кромки реза, исключая их тепловые деформации. Выполняют защиту оптики головы от брызг расплавов, разогретых до высоких температур.

При кислородной резке газ способствует окислению низколегированных (чёрных) сталей. Процесс является экзотермическим (выделяется существенное количество тепла), но процесс значительно ускоряется.

Двойное сопло имеет специальную вставку, для подачи двух различных газов. Чаще всего, подобные модели используются при кислородной резке. Внутренний слой – кислород высокой чистоты (для 5.0 она составляет 99,999%).

Малейший подсос атмосферного воздуха, иных газов, приводит к изменению параметров горения и, соответственно, рабочих характеристик станка. Поэтому внешний слой газов является своеобразным защитным «кожухом» для внутреннего газового столба.

Величина диаметра проходного отверстия в соплах обратно пропорциональна создаваемому давлению.

Рассматривать конкретные цифры не имеет смысла, так как в каждом конкретном случае у вас будут свои значения, определяемые мощностью, фокусным расстоянием, расстоянием, иными параметрами.

Диаметр проходного отверстия

Непосредственное влияние на скорость и качество раскроя оказывает конструкция сопла и диаметр проходного отверстия. С его увеличением возрастает расход подаваемых газов, меняется площадь сечения газового столба, форма потока, его скорость.

Пример. При мощности компрессора (газогенератора) в 15 атм сквозь сопло диаметром 1 мм будет проходить примерно 0.14 м 3 /мин. Через 3.5 мм уже 1.8 м 3 /мин. Увеличение мощности подающего агрегата до 25 атм увеличит расход, в последнем случае, примерно до 3 м 3 /мин.

Варианты конструктивного исполнения

Существует несколько версий:

стандартная форма сопла, усечённый конус.

Эта форма свойственна и одинарным и двойным соплам, является наиболее распространённой (классической). Пример. Cопло Trumpf марки TR301-4561. Является универсальным.

«сомбреро» конусная часть имеет увеличенную высоту и малые углы наклона боковых граней.

Своё наименование получила за визуальную схожесть с этим мексиканским головным убором. Отлично подходит для резки близкорасположенных контуров (не наползает на соседнюю кромку).

К недостаткам относится существенно меньшее время, которое имеется у датчика для предотвращения вероятного удара сопла о кромку реза заготовки. Это может привести к повреждению покрытия или керамического кольца.

Альтернативным решением, в конструкции которого удалось предотвратить вероятность возникновения удара является модернизированная версия сомбреро с параболическими стенками.

Подобная конфигурация позволяет плавно «обтекать» препятствие.

Сомбреро с закруглённой вершиной.

Востребовано для работы с заготовками, толщина которых менее 0.3 мм. Сопла с плоской головкой, при отводе от заготовки после выполнения реза, тянут её за собой. Через несколько миллиметров она отлипает, однако точность реза уже сбивается. Сферическая головка исключает подобное развитие событий.

Широко востребовано при обработке трёхмерных заготовок.

Все вышеназванные варианты исполнения сопел могут иметь посадочную грань (в сечении) в форме круга или шестигранника.

Единственное различие между этими вариантами заключается в возможности применения шестигранных версий на станках с автоматической сменой сопел. Если автоматика отсутствует, форма основания роли не играет.

Надеемся, что данная информация позволит вам подобрать сопло необходимой модели.

Назначение и типы конструкции сопел для лазерной резки металла

Сопло устанавливается на лазерную голову сразу после оптической системы. Оно выполняет несколько задач:

1. Подача рабочих газов в зону обработки. В процессе резки струя рабочего газа выполняет следующие функции:

выдувает из зоны реза расплав, который образуется при нагревании металла лазерным лучом до температуры плавления;
кислород вступает в реакцию окисления с металлом, нагретым лазерным лучом. При этом выделяется тепло, которое повышает температуру в зоне реза. Это позволяет увеличить скорость резки и толщину разрезаемого листа;
азот и инертные газы (аргон, гелий) вытесняют из зоны реза атмосферный воздух, который содержит кислород. Это позволяет избежать окисления разрезаемого материала. Кромки разреза остаются чистыми и гладкими, что исключает необходимость механического удаления окалины;
охлаждает кромки разреза, препятствуя возникновению тепловых деформаций материала;
защищает оптику и другие элементы лазерной головы от попадания раскаленных брызг;

2. подача в зону обработки вспомогательных материалов (сварочной проволоки или порошка для наплавки);

3. обеспечение соосности струи газа и лазерного луча;

4. на сопло замыкается контакт датчика слежения, который подает сигналы, необходимые для выдерживания заданного расстояния между соплом и обрабатываемой поверхностью.

Материалы для изготовления сопел

Для производства сопел используется медь, которая хорошо рассеивает тепло и сохраняет емкостные характеристики при высоких температурах. Нередко на изделия наносят хромовое покрытие, которое предотвращает налипание на поверхность сопла раскаленных капель металла, выдуваемых из зоны реза. Из-за налипания нарушается оптимальное расстояние от сопла до поверхности обрабатываемого материала, поэтому сопла без хромового покрытия приходится чаще заменять.

Типы конструкции сопел

Одинарные (однослойные) сопла используют для подачи азота и инертных газов, применяемых при резке нержавеющих и других высоколегированных сталей, алюминия, титана, цинка, латуни.

Двойные (двухслойные) сопла используют в процессе кислородной резки низколегированных сталей. Внутри сопла находится вставка, обеспечивающая подачу двух разных газов. Внутренний поток газа представляет собой чистый кислород (99, 999%), а внешний поток газа защищает кислородную струю от атмосферного воздуха. Защита необходима, поскольку примеси воздуха изменяют оптимальные параметры горения и, следовательно, рабочие характеристики станка.

Диаметр выходного отверстия

Данный параметр определяет расход газа (объем газа, который проходит через сопло в единицу времени). Например, при мощности компрессора (газогенератора) 15 атм расход газа при прохождении через сопло диаметром 1 мм составляет приблизительно 0,14 м 3 /мин. Расход газа при прохождении через сопло диаметром 3,5 мм составит уже 1,8 м 3 /мин. На расход газа влияет и мощность газогенератора. При мощности 25 атм и диаметре отверстия сопла 3,5 мм расход газа увеличится до 3 м 3 /мин.

Диаметр выходного отверстия влияет также на площадь сечения газового потока, скорость и форму потока газа. Чем больше диаметр, тем выше данные показатели, тем эффективнее удаляется расплав и быстрее происходит процесс резки.

Диаметр выходного отверстия выбирают в зависимости от толщины разрезаемого металла. С увеличением толщины материала увеличивается и диаметр отверстия в сопле. Например, для резки металла толщиной до 1 мм подойдет сопло с диаметром отверстия 1 мм. При необходимости разрезать металл толщиной от 1 до 3 мм выбирают сопло с диаметром отверстия 1,5 мм.

Формы сопел

Усеченный конус – классическая форма, присущая как одинарным, так и двойным моделям. Сопла этой формы являются универсальными.

Сомбреро – сопло с увеличенной высотой конусной части и малыми углами наклона боковых граней. По форме оно похоже на одноименный мексиканский головной убор. Представляет собой идеальный вариант для резки по близко расположенным контурам, так как не наползает на соседнюю кромку. Однако, при использовании этого сопла датчику отводится значительно меньшее время на предотвращение возможного столкновения сопла с кромкой реза заготовки. В результате удара может быть повреждено керамическое кольцо или покрытие сопла.

Сомбреро с параболическими стенками – модификация формы «сомбреро», конструктивные особенности которой дают возможность плавно «обтекать» препятствия и избегать столкновения с кромкой реза.

Сомбреро с закругленной вершиной – данная модель в отличие от сопел с плоской головкой не тянет заготовку за собой при отводе от заготовки после выполнения реза. Это предотвращает нарушение точности резки. Такие сопла прекрасно подходят для обработки трехмерных заготовок и заготовок толщиной до 0,3 мм.

Посадочная грань сопла

У всех перечисленных видов сопел посадочная грань в сечении может иметь форму шестигранника или круга. Шестигранные модели можно использовать на станках с автоматической сменой сопел. При отсутствии автоматики подойдет и та, и другая форма посадочной грани.

Сопла для лазерной резки металла на INLASER.PRO

В нашем ассортименте представлена широкая номенклатура сопел, совместимых с распространенными моделями волоконных лазерных станков. Мы предлагаем также керамические проставки и кольца для сопел, оптику и другие расходные материалы. Все расходники постоянно имеются в наличии.

Вы получите выгодные скидки на расходные материалы при заключении договора на абонентское обслуживание волоконных лазерных станков с нашей сервисной службой INLASER.EXPERT.

Возможны три варианта абонентского обслуживания:

Удаленное обслуживание: ежемесячно предоставляются три комплекта расходных материалов «Малый» со скидкой 10%.

В комплекте: сопла – 10 шт, керамические проставки – 2 шт, линзы – 1 шт, защитные стекла – 10 шт.

Сервисное обслуживание: ежемесячное предоставление трех комплектов расходных материалов «Средний» со скидкой 15%.

В комплекте: сопла – 20 шт, керамические проставки – 4 шт, линзы – 2 шт, защитные стекла – 20 шт.

Функциональная гарантия: ежемесячное предоставление трех комплектов расходных материалов «Большой» со скидкой 20%.

В комплекте: сопла – 40 шт, керамические проставки – 8 шт, линзы – 4 шт, защитные стекла – 40 шт.

Современный газовый резак – достоинства и особенности применения

Процесс газовой резки - наиболее распространенный и экономически выгодный способ разделения металла. Существует очень большое многообразие ручных резаков для этих целей. Мы предлагаем разобраться на что обращать внимание при выборе резака, чтобы он долго прослужил и не возникло проблем при его эксплуатации.

Подберем индивидуальный инструмент под любую задачу - ручные газовые резаки от компании Messer

Современный ручной газовый резак для резки металлов от компании Messer - высокотехнологичный продукт и результат многолетней кропотливой работы сотен инженеров. Алюминиевая рукоятка, газовые трубки из 2 мм нержавеющей стали, цельный инжектор из латуни, высокоточные вентильные блоки или клапан - все это выглядит уже не как простое изделие, а как произведение технического искусства, где вызывает восхищение продуманность конструкции, удобная эргономика, высокое качество обработки каждой детали и точность сборки. Разнообразие ручных газовых резаков для резки металлов, которые предлагает компания Messer, обусловлено самым широким спектром решаемых задач - резка в диапазоне до 500 мм, разные углы наклона головки, длина до 1500 мм, разные виды горючих газов и способы смешивания. Газовые резаки могут выполнять резку, нагрев, строжку, специальные задачи для металлургических и сталелитейных производств.
Универсальность сопел для ручных и машинных резаков при комплексном оснащении производства позволит сократить номенклатуру приобретаемых расходных частей.

Газы для различных видов газопламенной обработки металлов

Газопламенная обработка металлов включает в себя в том числе процессы сварки, пайки, нагрева, резки, строжки. Различные горючие газы имеют разные характеристики, поэтому выбор горючего газа зависит от задачи.

Виды горючие газы и их отличия

по теплоте сгорания

по скорости горения

Температура пламени резака/горелки

Какие газы применяются для газокислородной резки?

Кислород

Ацетилен
Пропан
Бытовой газ
MAPP
GRIESON

Принципиально все ручные резаки можно разделить по виду используемого горючего газа на ацетиленовые, пропановые и универсальные:

Ацетиленовые резаки производства Messer (маркировка на ручке с литерой "A" желтого цвета) - это самое высокое качество резки металла толщиной до 500 мм. Чистый рез - это экономия на последующей механической обработке, а расположение газосмешивающей камеры в головке резака или в сопле - высокий уровень безопасности газорезчика. Резаки выпускаются как вентильном, так и в рычажном исполнении длиной до 1500 мм. Универсальные резаки с маркировкой A/PMYE для газосмешивающих сопел также можно отнести к ацетиленовым при установке соответствующих сопел.

Пропановые резаки производства Messer (маркировка на ручке с литерой "P" или "PMYE" красного цвета) как правило используются в монтажных условиях в мостостроении и при возведении металлоконструкций. Ввиду того, что пропан достаточно дешёвый газ, то экономия при использовании пропановых резаков очевидна. Безопасность при работе с резаком обеспечивается его конструкцией - смешивание горючего газа (пропана) и кислорода происходит в инжекторе, который или расположен в головке резака, или само сопло является смесителем (газосмешивающие сопла при использовании универсальных резаков). Пропановые резаки могут быть различной длины, могут иметь разный угол наклона головки и открытие режущего кислорода может быть вентилем или клапаном. Диапазон резки от 3 мм до 500 мм.

Универсальные резаки могут работать с любым видом горючего газа в зависимости от установленного газосмешивающего сопла.

Серии ручных газовых резаков

PROFICUT (диапазон резки до 300 мм, длина 460, 510 мм, для газосмешивающих сопел, открытие режущего кислорода рычагом, угол наклона головки 95 град.)

STARCUT (диапазон резки до 500 мм, длина от 530 до 1500 мм, для кольцевых/щелевых, блочных и газосмешивающих сопел, открытие режущего кислорода вентилем или рычагом, угол наклона головки 95, 135, 180 град., специальные модели для резки металлолома)

ESSEN (диапазон резки до 500 мм, длина 450, 530 мм для кольцевых/щелевых, цилиндрических, блочных и газосмешивающих сопел, открытие режущего кислорода клапаном или вентилем, угол наклона головки 95, 180 град., специальные модели с изогнутой рукояткой для работы в затесненных условиях)

Специальные решения для металлургических и сталелитейных предприятий (диапазон резки до 600 мм и не ограничен для кислородного копья, длина до 6000 мм, специальные модели для кислородно-флюсовой резки)

Отличительные качества резаков Messer

Отличное качество резки
Безопасность при работе - смешивание газов максимально удалено от руки газорезчика
Надежность и долгий срок службы
Универсальность
Удобство в эксплуатации

Применение газовых резаков

для резки металла
для строжки металла
универсальные для резки и строжки

Особенности конструкции

все виды горючих газов.
различные системы смешивания:
инжекторные - смешивание горючего газа и кислорода происходит в инжекторе, который является частью конструкции резка. Такого типа резаки изготавливаются под определенный вид режущего газа. Дорогой резак, но более дешевые сопла.
безинжекторные - смешивание горючего газа и кислорода происходит непосредственно в сопле, которое является инжектором. Такие сопла называются газосмешивающими и резаки являются универсальными. Переход с одного вида режущего газа на другой возможен при замене сопла. Дешевый резак, но дорогие сопла.
специальные сопла для резки заклепок, болтов, стенок профильного проката.
различные системы включения режущего газа:
с вентилем для регулировки режущего газа. Для более точной регулировки пламени и достижения высокого качества реза.
с рычагом для регулировки режущего газа. Как правило, резаки с рычагом используются для менее ответственных конструкций, для резки металлолома.
длина от 500 до 1500 мм. Длина определяется решаемыми задачами. Как правило, наиболее длинные резаки используются в металлургии и литейных производствах.
различные углы наклона головки 95, 135, 180 град.
форма и конфигурация рукоятки. Определяется решаемыми задачами. Есть специальные исполнения для затесненных условий. Все рукоятки изготавливаются из алюминия для снижения нагрева.

Варианты исполнения блока открытия режущего кислорода

Варианты исполнения рукоятки

В разных сериях резаков различаются исполнения рукоятки. Для серии Proficut - это облегченная рукоятка, для серии Starcut стандартная, для серии Essen рукоятка может быть плоской или с изгибом для затесненных условий эксплуатации. Все рукоятки изготавливаются из алюминия (в серии Starcut алюминиевая рукоятка окрашена в черный цвет) для максимального снижения веса и уменьшения нагрева при интенсивной работе. Все резаки прекрасно сбалансированы и даже если они кажутся тяжелее аналогов, в процессе работы рука устает гораздо меньше.

Сопла для ручных резаков

Сопла, которые можно использовать для ручной резки, зависят от типа смешения газов и вида горючего газа. Все сопла имеют маркировку, которая указывает на горючий газ и на диапазон рабочих толщин. Сопла, предназначенные для одного вида горючего газа, запрещено использовать с другим, т.к. конструктивно они отличаются. Компания Messer провела унификации модельного ряда сопел для ручной резки, поэтому часть сопел может быть совместима с машинными резаками. Это является большим плюсом для крупных предприятий, которые используют как ручную, так и механизированную газовую резки, т.к. позволяет сократить номенклатуру закупаемых расходных материалов.

Кольцевые щелевые сопла (смешивание происходит в инжекторной камере резака), сопла разделяются на режущее и подогревающее

Блочные сопла (смешивание происходит в инжекторной камере резака), сопла односоставные

Газосмешиваюшие сопла (смешивание происходит в сопле), сопла односоставные

Специальные сопла для строжки, отрезания прихваток, срезания проушин и болтов, роспуска профильного метллопроката

Специальные резаки

Для литейных производств и металлургической промышленности компания Messer предлагает специальные резаки для кислородной и кислородно-флюсовой резки больших толщин, а также нержавеющих сталей, чугуна и цветных металлов. Особенностью таких резаков является увеличенная длина резака, чтобы снизить тепловое воздействие на резчика, усиленная конструкция вентильного блока и всех иных узлов резака, т.к. процесс резки идет на повышенных давлениях газов и при их большом расходе. Для обеспечения безопасности при работе с такими резаками рекомендуется использовать армированные шланги, специальный кислородный редуктор с повышенным расходом до 150 м 3 /час, средства защиты оператора.

Как правильно подключить резак и подготовить его к работе

Выводы

Выбор ручного газового резака в первую очередь определяется той задачей, которую необходимо решить, и предпочтениями по цене и типу сопел. Доверьте эту работу профессионалам компании ИТС-Инжиниринг, которые смогут грамотно проконсультировать Вас по техническим возможностям оборудования, предложат оптимальную модель, подберут необходимые расходные части, посоветуют подходящий редуктор, шланги, аксессуары и предохранительные устройства для обеспечения безопасности при проведении газопламенных работ. На нашем складе в г. Москва всегда можете купить ручные газовые резаки серии STARCUT и PROFICUT для пропана и ацетилена, серия ESSEN поставляется в короткие сроки под заказ. Широкая номенклатура сопел всегда в наличии для обеспечения бесперебойной работы оборудования. Мы готовы индивидуально подойти к задаче каждого Заказчика и предложить индивидуальное решение, отвечающее всем пожеланиям.

Как правильно подобрать сопла для ручного резака или режущей вставки Messer

Давайте разберемся как правильно выбрать подходящие сопла для Вашего резака или режущей вставки Messer. И заодно мы расскажем, почему не рекомендуем использовать различные неоригинальные аналоги.

С чего начать выбор сопел для ручного резака Messer

Компания Messer предлагает очень большой выбор различных инструментов для ручной газовой резки и строжки - режущие вставки для модульных горелок, резаки, строгачи. Для всех этих инструментов нужны подходящие расходные материалы - сопла для резки или строжки. Не забывайте, что возможность качественной резки на 90% обеспечивает именно сопло (если не брать во внимание иные влияющие параметры, такие как квалификация газорезчика, качество газов и т.д.). Сопло формирует режущее пламя и от правильности его работы и будет во многом зависеть конечный результат.
Давайте попробуем разобраться как правильно подобрать сопла для Вашего резака, какие могут быть критерии для выбора и на что надо обращать внимание.

Какая информация нужна для подбора сопел

Вид горючего газа (ацетилен/пропан/природный газ/МАРР)
универсальных сопел НЕ БЫВАЕТ. Сопла для различных видов горючего газа отличаются по своей конструкции, поэтому необходимо использовать сопла, предназначенные только для соответствующего вида горючего газа
Тип смешивания
резаки бывают инжекторными (смешивание происходит в инжекторной головке резака), соответственно в сопло подается горючая смесь
в безинжекторных резаках смешивание газов происходит непосредственно в сопле
Тип операции (резка, строжка)
в зависимости от применения сопла конструктивно различаются
Толщина резки
сопла имеют внутренние каналы для газов, при резке больших толщин потребление газов выше, поэтому конструктивно сопла различаются в зависимости от толщины разрезаемоего металла (или по ширине и глубине канавки при строжке)

Где найти нужную для подбора сопел информацию

Вид горючего газа - здесь, мы надеемся, все достаточно просто. Если у Вас есть старое сопло - посмотрите на его маркировку, на ней обязательно будет указана информация по виду горючего газа. Если Вы подбираете сопла для нового резака - то наверняка Вы знаете каким горючим газом предстоит работать.

Тип смешивания - посмотрите на головку Вашего резака. Если она инжекторная (на головке обязательно будет винт для обслуживания инжекторной камеры), то стоит обратить внимание на наличие накидной гайки. Если гайка есть - то такой резак под блочные сопла, а если нет - то для кольцевых щелевых. Кстати, на инжекторной головке резака обязательно будет маркировка вида горючего газа. Если резак безинжекторный (головка литая без всяких отверстий и винтов) то к нему подойдут только газосмешивающие сопла.

Тип операции - сопла для резки и для строжки конструктивно отличаются, поэтому обязательно надо уточнять, если Вам нужны сопла для именно для строжки.

Типы сопел по принципу смешивания

Типы сопел по применению

Сопла для резки и строжки

Режущие сопла для ручных резаков и режущих вставок горелок (АЦЕТИЛЕН)

Режущие сопла для ручных резаков и режущих вставок горелок (ПРОПАН/ПРИРОДНЫЙ ГАЗ/МАРР-ГАЗ)

Сопла для строжки для ручных резаков

Отличительные качества расходных материалов Messer

Высокое качество резки и оптимальная производительность
Высокая надёжность в работе благодаря идеальной совместимости резаков и сопел
Длительный срок службы
Гарантированное качество
100% проверка сопел перед отгрузкой

Сопла для ручных резаков - это расходный материал, который подвержен естественному износу в процессе эксплуатации резаков и режущих вставок. Качество расходных материалов определяет чистоту реза и производительность, поэтому мы настоятельно рекомендуем соблюдать установленный производителем регламент замены сопел и наслаждаться качеством и безопасностью при работе с автогенным оборудование Messer.

Читайте также: