كيفية حساب متطلبات النيتروجين لآلات القطع بالليزر؟
دور النيتروجين في جودة قطع الليزر
منع الأكسدة: لماذا النيتروجين ضروري أثناء قطع الليزر
في عمليات قطع الليزر ، يعمل النيتروجين كدرع وقائي ضد الأكسدة عن طريق دفع الأكسجين من منطقة القطع. المعادن مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم تميل إلى التفاعل بشكل سيء عند التسخين، مما يسبب تلك الحواف الخشنة غير الجميلة ومشاكل تغير اللون. الخبر السار هو أن النيتروجين لا يتفاعل مع هذه المواد لأنه غير فعال كيميائياً، لذا نحصل على قطع نظيفة خالية من الأكسيدات. خذ قطع الفولاذ المقاوم للصدأ على سبيل المثال الفرق بين استخدام النيتروجين مقابل التقنيات العادية بمساعدة الأكسجين يمكن أن يقلل من خشونة السطح بنحو 25٪. هذا مهم جداً في الصناعات حيث تحتاج القطع إلى أن تكون جاهزة لللحام على الفور أو عندما يعتبر المظهر أمراً مهماً في أشياء مثل المنتجات الاستهلاكية ومكونات الهندسة المعمارية.
كيف يضمن الغاز الخامل قطع نظيفة وعالية الجودة في تصنيع المعادن
النيتروجين يفعل أكثر من مجرد منع الأكسدة أثناء عمليات القطع. في الواقع يساعد على تبريد المنطقة التي يحدث فيها القطع، مما يقلل من التشوه الناجم عن الحرارة ويُبقي شعاع الليزر مركزاً بشكل صحيح. النتيجة النهائية؟ قطع نظيفة مع بقايا أقل من المواد التي لا تزال عالقة حولها، وخاصة لاحظت عند العمل مع الأوراق رقيقة أكثر من حوالي 10 مليمترات سميكة. فائدة أخرى تستحق الذكر هي كيفية تطهير النيتروجين للقمامة من مسار شعاع الليزر نفسه. هذا العمل التنظيفي يضمن بقاء الحزمة قوية ومستقرة طوال العملية. بالنسبة للمتاجر التي تتعامل مع مواصفات ضيقة، هذا مهم جدا لأنه يسمح لهم للحفاظ على تلك المتطلبات الصارمة جدا التسامح من زائد أو ناقص 0.1 ملم التي تتطلب العديد من قطع الدقة في هذه الأيام.
المعايير الرئيسية التي تؤثر على معدل تدفق النيتروجين والضغط
قطر الفوهة ومعدل تدفق الغاز: تأثيرها على كفاءة القطع
Raysoar يلخص جدول الموافقات لقطر فوهة وسرعة التدفق على أساس توليد 99.99٪ النيتروجين من قبل منتجات سلسلة BCP:
| المواصفات المقابلة للنفايات ومعدل التدفق ((أحجار الفولاذ المقاوم للصدأ) | |||
| نوع الفوهة | معدل تدفق النيتروجين ((م 3 / ساعة) | ضغط القطع ((بار) | نقاء النيتروجين ((%) |
| S1.0 | 10 | 12~16 | 99.99% |
| S1.5 | 20 | 12~16 | 99.99% |
| S2.0 | 28 | 12~16 | 99.99% |
| S3.0 | 40 | 12~16 | 99.99% |
| S4.0 | 60 | 9~12 | 99.99% |
| S5.0 | 90 | 9~12 | 99.99% |
| S6.0 | 120 | 9~12 | 99.99% |
| S7.0 | 150 | 9~12 | 99.99% |
| S8.0 | 150 | 9~12 | 99.99% |
لقطع الصلب الخفيف أو سبيكة الألومنيوم، ريسوار يوفر المرجع على النحو التالي:
| جدول الموافقة بين الفوهات ومعدل تدفق (أحجار الفولاذ الكربوني/سبائك الألومنيوم) | ||||
| سمك المادة | نوع الفوهة | معدل تدفق النيتروجين ((م 3 / ساعة) | ضغط القطع ((بار) | نقاء النيتروجين ((%) |
| 1 | D3.0C | 30-45 | 8~11 | 96~99% |
| 2 | D3.0C | 30-45 | 8~11 | 96~99% |
| 3 | D3.0C | 30-45 | 8~11 | 96~99% |
| 4 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 96~99% |
| 5 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 96~99% |
| 6 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 96~99% |
| 8 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 96~99% |
| 10 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 94.5~96% |
| 12 | D4.0C | 50-70 | 9~12 | 94.5~96% |
| 14 | S5.0 | 65-80 | 8~11 | 94.5~96% |
| 16 | S5.0 | 65-80 | 8~11 | 94.5~96% |
| 20 | S6.0 | 70-90 | 5 ~ 9 | 92-94.5% |
| 25 | S7.0 | 85-100 | 5~8 | 92-94.5% |
| 30 | S7.0 | 85-100 | 5~8 | 92-94.5% |
| 35 | S8.0 | 100-110 | 5 ~ 6 | 88~92% |
| 40 | S10.0 | 110-120 | 5 ~ 6 | 88~92% |
موازنة معدل التدفق والضغط لأداء قطع ليزر ثابت
يوضح ليزر الألياف 6 كيلوواط يقطع الفولاذ المقاوم للصدأ 5 ملم التوازن:
- تحت الضغط (10 بار): تأكسدة حافة 0.3 ملم، معدل تغذية أبطأ بنسبة 12٪
- محسّنة (14 بار): حواف التشطيب المرآة، سرعة القطع 8.5 م/دقيقة
- تحت ضغط زائد (18 بار): 15% نفايات غاز، إرتداء الفوهة ثلاثة أضعاف
يحتفظ منظمات الضغط في الوقت الحقيقي بتباين ± 0.7 بار ، مما يحسن من إنتاج المواد بنسبة 9٪ في بيئات الإنتاج عالية الخليط.
تحديد متطلبات نقاء النيتروجين للتطبيقات المختلفة
النقاء المختلف للنيتروجين مطلوب من قبل مواد مختلفة. بالنسبة للصلب المقاوم للصدأ والآلات عالية الدقة ، فإن النقاء 99.99٪ أو أعلى ضروري لضمان قطع مشرق ونظيف. ومع ذلك ، بالنسبة للصلب الخفيف والسبائك الألومنيوم ، يوصى بنقاء أقل يتراوح بين 90٪ و 98٪ للقطع الخالي من الحفرة أفضل مقارنةً بقطع الهواء أو قطع الأكسجين والنيتروجين السائل. من خلال استهلاك أقل من النيتروجين وتوليد الغاز المساعد في الموقع ، يتم خفض تكاليف الإنتاج بنسبة تصل إلى 70٪. تظهر منتجات سلسلة FCP من Raysoar مزايا توليد الغاز المختلط لتطبيقات قطع الصلب الكربوني / الصلب الخفيف / سبائك الألومنيوم.
تحديد حجم أنظمة توليد النيتروجين في الموقع لعمليات قطع الليزر
تطابق إنتاج مولد النيتروجين مع الطلب على آلة الليزر
يتطلب تحديد حجم النظام الفعال تقييم معدل التدفق القصوى (عادة 25 50 م 3 / ساعة لكل ليزر) ، والنقاء المطلوب (≥ 99.995 ٪ للسبائك الحساسة) ، وأنماط التشغيل. تنظم الأنظمة الحديثة في الموقع تخفض تكاليف الغاز بنسبة 50 إلى 90٪ مقارنة بالنيتروجين السائل عند قياسها باستخدام بيانات استهلاك الآلة الفعلي وتعتمد على تكاليف الكهرباء وتكاليف النيتروجين السائل أو غاز الأسطوانات
حساب عدد آلات الليزر وأنماط وقت التشغيل
توفر أنظمة توليد النيتروجين في الموقع وظيفة تشغيل العديد من الآلات. من خلال حساب تدفق استهلاك النيتروجين، يتم تطبيق النموذج المقابل، مما يعني أن محطات توليد النيتروجين في الموقع يمكن أن توفر غاز المساعدة لـ 2-4 آلات في نفس الوقت في الموقع.
دراسة حالة: حساب الطلب على النيتروجين 2-محل صناعة المعدات
استبدلت منشأة صغيرة الحجم غاز الأسطوانة بتشغيل BCP40 لقطع معظم الفولاذ المقاوم للصدأ:
- مراقبة تدفق النيتروجين في الوقت الحقيقي اللازم لـ 2 آلة: 3kw قطع الأنابيب و 4kw قطع المسطح.
- S2.0 فوهة قابلة للتطبيق على كلا الآلات في نفس الوقت لأن آلة قطع الأنابيب يستهلك أقل من النيتروجين مقارنة مع قطع مسطحة.
- للقطع المواد الأخرى مثل الصلب اللطيف بسماكة 3 ملم ، هناك حاجة إلى نقاء أقل مما يعني أن تدفق النيتروجين الكافي يتم ضمانه عن طريق التبديل إلى وضع الصلب الكربوني.
الأسئلة الشائعة (FAQ)
لماذا يُستخدم النيتروجين في قص الليزر؟
يستخدم النيتروجين في قطع الليزر لمنع الأكسدة وتغير اللون، مما يوفر قطع نظيفة وعالية الجودة للمعادن مثل الفولاذ المقاوم للصدأ.
كيف يؤثر النيتروجين على جودة قطع الليزر؟
النيتروجين يبرد منطقة القطع، ويقلل من التشوه، ويضمن أن يبقى شعاع الليزر مركزا، مما يؤدي إلى قطع أكثر نظافة مع تحمل دقيق.
ما هي العوامل التي تحدد استهلاك النيتروجين في قطع الليزر؟
نوع وسمك المادة، قطر البوق، والهندسة البوكة هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على استهلاك النيتروجين.
ما هي نقاء النيتروجين المطلوبة للقطع بالليزر؟
عادةً ما تكون نقاء النيتروجين 99.99٪ أو أعلى لضمان قطع عالية الجودة وخالية من الأكسدة للصلب المقاوم للصدأ. ومع ذلك، فإن نقاء أقل من 90-98٪ ينطبق أيضًا على تلك المواد مثل الصلب الخفيف وسبائك الألومنيوم. في الواقع النقاء المطلوب للقطع بالليزر يعتمد على متطلبات العملاء للقطع، وتوازن التكلفة والكفاءة.
