Hönnun leysiskurðarvélstúts

Stúthönnun og loftflæðistýringartækni: Þegar leysir skera stál er súrefni og einbeittur leysigeisli skotinn í gegnum stútinn að efnið sem á að skera og myndar þannig loftflæðisgeisla. Grunnkrafan um loftflæðið er að gasflæðið inn í skurðinn ætti að vera stórt og hraðinn ætti að vera mikill, þannig að næg oxun geti gert skurðarefnið fullkomlega útverma viðbrögð; Á sama tíma er nægur skriðþungi til að blása bráðnu efninu út. Þess vegna, til viðbótar við gæði geislans og stjórn hans hafa bein áhrif á skurðgæði, eru hönnun stútsins og stjórnun loftflæðisins (eins og stútþrýstingurinn, staðsetning vinnustykkisins í loftflæðinu osfrv.) líka mjög mikilvægir þættir.
Stúturinn sem notaður er til leysisskurðar samþykkir einfalda uppbyggingu, það er keilulaga gat með litlu hringlaga gati í lokin (Mynd 4). Það er venjulega hannað með tilraunum og villum. Vegna þess að stúturinn er almennt gerður úr kopar, lítill í stærð, er hann viðkvæmur hluti og þarf að skipta um það oft, þannig að útreikningar og greining vökvavirkni eru ekki framkvæmdar. Við notkun frá hlið stútsins í gegnum ákveðinn þrýsting Pn (mæliþrýstings Pg) gas, kallaður stútþrýstingur, frá stútúttakinu, eftir ákveðna fjarlægð að yfirborði vinnustykkisins, er þrýstingurinn kallaður skurðþrýstingur Pc, og að lokum gasþensluna í loftþrýstinginn Pa. Rannsóknarvinnan sýnir að með aukningu Pn eykst loftflæðishraðinn og Pc eykst einnig.
Það er hægt að reikna það út með eftirfarandi formúlu: V=8.2d2(Pg+1)
V- Gasrennsli L/mín
d- Þvermál stúts mm
Pg- Stútþrýstingur (mæliþrýstingur) bar
Það eru mismunandi þrýstingsþröskuldar fyrir mismunandi lofttegundir, þegar stútþrýstingur fer yfir þetta gildi er gasflæðið venjuleg ská höggbylgja og gasflæðishraðinn breytist frá undirhljóði í yfirhljóð. Þessi þröskuldur er tengdur hlutfalli Pn og Pa og frelsisgráðu (n) gassameinda: til dæmis n=5 súrefnis og lofts, þannig að þröskuldurinn Pn=1bar×(1.2) )3.5=1.89bar. Þegar stútþrýstingurinn er hærri Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2 (Pn; 4bar), verður venjuleg hallandi höggbylgja loftflæðisins að jákvæðu höggi bylgja, skurðþrýstingurinn Pc minnkar, loftflæðishraðinn minnkar og hvirfilstraumurinn myndast á yfirborði vinnustykkisins, sem veikir áhrif loftflæðisins sem fjarlægir bráðið efni og hefur áhrif á skurðarhraðann. Því er notaður stútur með keilugati með litlu kringlóttu gati á endanum og er stútþrýstingur súrefnisins oft undir 3bar.
Til þess að bæta leysiskurðarhraðann enn frekar er hægt að hanna og framleiða mælistút, Laval stútur, í samræmi við meginregluna um loftaflfræði, án þess að framleiða jákvæða höggbylgju undir þeirri forsendu að auka stútþrýstinginn. Hægt er að nota uppbygginguna eins og sýnt er á mynd 4 til að auðvelda framleiðslu. Laser miðstöð háskólans í Hannover, Þýskalandi, notaði 500WCO2 leysir með brennivídd linsu 2,5", og framkvæmdi prófanir með pinhole stútur og Laval stútur, í sömu röð, eins og sýnt er á mynd 4. Prófunarniðurstöðurnar eru sýndar á mynd 5, sem í sömu röð tákna virknisambandið á milli grófleika skurðyfirborðs Rz og skurðarhraða Vc á NO2, NO4 og NO5 stútum við mismunandi súrefnisþrýsting. Það má sjá á myndinni að skurðarhraði NO2 lítill holu stútur getur aðeins náð 2,75m/mín þegar Pn er 400Kpa (eða 4bar) (þykkt kolefnisstálplötu er 2mm Skurðarhraði NO4 og NO5 Laval stúta getur náð 3,5m/mín og 5,5m/mín þegar Pn er 500Kpa til 600Kpa). Það skal tekið fram að skurðþrýstingurinn Pc er fall af fjarlægðinni milli vinnustykkisins og stútsins Vegna þess að ská höggbylgjan endurspeglast mörgum sinnum á mörkum gasflæðisins, breytist skurðþrýstingurinn reglulega.
Fyrsta háa skurðarþrýstingssvæðið er nálægt stútúttakinu, fjarlægðin milli yfirborðs vinnustykkisins og stútúttaksins er um 0.5~1.5mm og skurðþrýstingurinn Pc er stór og stöðugur, sem er ferlið breytu sem almennt er notuð í iðnaðarframleiðslu. Næsthæsta skurðarþrýstingssvæðið er um það bil 3 ~ 3,5 mm frá stútúttakinu og skurðþrýstingurinn Pc er einnig stór, sem getur einnig náð góðum árangri og er til þess fallið að vernda linsuna og bæta endingartíma hennar. Ekki er hægt að nota önnur háþrýstisvæði á ferlinum vegna þess að þau eru of langt frá stútúttakinu til að passa við fókusgeislann.