一种复合内芯超音速割嘴的制作方法

本技术属于激光切割设备，具体涉及一种复合内芯超音速割嘴。

背景技术：

1、割嘴作为激光切割设备的关键部件，其结构设计直接决定切割辅助气体的流速、压力分布及流场稳定性，进而影响金属切割效率与断面质量。随着制造业对中厚板切割需求的增加，传统割嘴逐渐暴露出以下技术缺陷：

2、1.气体流速不足：普通割嘴多为单层通道结构，辅助气体无法实现充分加速，出口流速低，难以快速吹除切割熔渣，导致切割效率低，且易出现熔渣粘连断面的问题；

3、2.流场稳定性差：传统割嘴缺乏导流与压力集中设计，气体在流动过程中易受外界空气汇入干扰，流场紊乱，造成切割断面出现波纹、倾斜等缺陷；

4、3.压力分布不均：现有割嘴气体通道布局不合理，出口压力分散，无法形成集中的高压气流区，针对中厚板切割时，难以穿透厚熔渣层，切割深度与质量受限；

5、4.适配性单一：传统割嘴多为固定结构，无法根据板材厚度、材质灵活调整气流参数，对不同规格工件的切割兼容性差。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的割嘴流速不足、流场紊乱、压力分散等问题，设计的一种具备超音速气流输出、流场稳定、压力集中的复合内芯超音速割嘴。

2、为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种复合内芯超音速割嘴，包括割嘴外壳，以及设置在割嘴外壳内的第一层环形内芯和第二层环形内芯，所述第一层环形内芯通过环形内缩衔接段连接在第二层环形内芯的上方，所述第一层环形内芯和第二层环形内芯的外周向上分别间隔分布有多个气体通道和多个外围辅助通道，且多个气体通道和多个外围辅助通道之间错位布置。

3、优选的，所述外围辅助通道位于第二层环形内芯的上端部，所述第二层环形内芯的下端部呈向内倾斜的锥形设计。

4、优选的，所述第二层环形内芯的下端部与割嘴外壳之间形成锥形导流空间，所述锥形导流空间的上下两端分别连通外围辅助通道和主喷口。

5、优选的，相邻所述外围辅助通道之间形成凸台结构，所述凸台结构用于与割嘴外壳内的台阶面限位配合。

6、优选的，所述气体通道和外围辅助通道均各设有四个，且气体通道呈上宽下窄的结构设计。

7、优选的，所述割嘴外壳的顶部连接螺纹管，所述螺纹管上设有外螺纹。

8、优选的，所述割嘴外壳的底部呈内凹型曲面结构设计。

9、采用上述技术方案后，本实用新型提供的一种复合内芯超音速割嘴具有以下有益效果：

10、(1)流速提升：本实用新型通过多次膨胀加速与压力集中设计，能够实现出口气流的超音速输出，流速显著高于传统复合割嘴；

11、(2)流场优化：本实用新型能够形成稳定的“钻石波”流场，减少外界干扰，实现切割断面波纹缺陷减少30％；

12、(3)质量改善：本实用新型针对3-50mm中厚板切割，断面平整度提升20％，熔渣粘连率降低至5％以下，能够减少后续加工工序；

13、(4)兼容性强：本实用新型能够适配氧气、氮气、空气等多种切割辅助气体，可满足碳钢、铝板、不锈钢等不同材质中厚板的切割需求。

1.一种复合内芯超音速割嘴，其特征在于：包括割嘴外壳(1)，以及设置在割嘴外壳(1)内的第一层环形内芯(2)和第二层环形内芯(3)，所述第一层环形内芯(2)通过环形内缩衔接段(5)连接在第二层环形内芯(3)的上方，所述第一层环形内芯(2)和第二层环形内芯(3)的外周向上分别间隔分布有多个气体通道(4)和多个外围辅助通道(6)，且多个气体通道(4)和多个外围辅助通道(6)之间错位布置。

2.根据权利要求1所述的一种复合内芯超音速割嘴，其特征在于：所述外围辅助通道(6)位于第二层环形内芯(3)的上端部，所述第二层环形内芯(3)的下端部呈向内倾斜的锥形设计。

3.根据权利要求2所述的一种复合内芯超音速割嘴，其特征在于：所述第二层环形内芯(3)的下端部与割嘴外壳(1)之间形成锥形导流空间(7)，所述锥形导流空间(7)的上下两端分别连通外围辅助通道(6)和主喷口(8)。

4.根据权利要求1所述的一种复合内芯超音速割嘴，其特征在于：相邻所述外围辅助通道(6)之间形成凸台结构，所述凸台结构用于与割嘴外壳(1)内的台阶面限位配合。

5.根据权利要求1所述的一种复合内芯超音速割嘴，其特征在于：所述气体通道(4)和外围辅助通道(6)均各设有四个，且气体通道(4)呈上宽下窄的结构设计。

6.根据权利要求1所述的一种复合内芯超音速割嘴，其特征在于：所述割嘴外壳(1)的顶部连接螺纹管，所述螺纹管上设有外螺纹。

7.根据权利要求1所述的一种复合内芯超音速割嘴，其特征在于：所述割嘴外壳(1)的底部呈内凹型曲面结构(9)设计。