Hvordan beregner man nitrogenbehovet for laserskæremaskiner?

Nitrogenens rolle i laserskæringskvaliteten

Forhindring af oxidation: Hvorfor er kvælstof vigtigt under laserskæring

I laserskæringsoperationer fungerer kvælstof som et beskyttende skjold mod oxidation ved at skubbe ilt ud af skæreområdet. Metaller som rustfrit stål og aluminium har en tendens til at reagere dårligt når de opvarmes, hvilket forårsager de stygge, grove kanter og misfarvning. Den gode nyhed er, at kvælstof ikke reagerer med disse materialer, fordi det er kemisk inert, så vi får rene skærer fri for oxider. Tag for eksempel snitning af rustfrit stål. Forskellen mellem anvendelse af kvælstof og almindelig iltstøttet teknik kan faktisk få overfladens grofthed til at falde med omkring 25%. Dette er meget vigtigt i industrier, hvor dele skal være klar til svejsning med det samme, eller hvor udseende er vigtigt for ting som forbrugerprodukter og arkitektoniske komponenter.

Hvordan inert gas sikrer rene, højkvalitetsskæringer i metalfabrikation

Stikstof gør mere end blot at forhindre oxidation under skæring. Det hjælper faktisk med at køle ned det område hvor skåret sker, hvilket reducerer forvrængning forårsaget af varme og holder laserstrålen fokuseret korrekt. Hvad blev resultatet? Rengøringsmåder med mindre rester af materiale, der klæber rundt, især mærkbare ved arbejde med ark, der er tyndere end ca. 10 mm. En anden fordel er at nitrogenen fjerner affaldet fra selve laserstrålen. Denne rengøringsindsats sikrer, at bælten forbliver stærk og stabil under hele processen. For butikker, der beskæftiger sig med snævre specifikationer, betyder det meget, fordi det giver dem mulighed for at opretholde de superstrenge tolerancekrav på plus eller minus 0,1 mm, som mange præcisionsdele kræver i dag.

Nitrogenstrømstransaktionsfrekvens og -tryk

Dampstødsdiameter og gasstrømningshastighed: deres virkning på skæringseffektiviteten

Raysoar der gives en sammenfattende tabel for overensstemmelse mellem tændslinsdiameteren og strømningshastigheden baseret på 99,99% nitrogenproduktion ved produkter i BCP-serien:

For at skære mild stål eller aluminiumlegering giver Raysoar følgende reference:

Balancering af strømningshastighed og tryk for ensartet laserskæringspræstation

En 6 kW fiberlaser, der skærer 5 mm rustfrit stål, illustrerer balancen:

• Undertryk (10 bar): 0,3 mm kantoxidation, 12% langsommere indtagshastighed
• Optimeret (14 bar): Spiegelformede kanter, skæringshastighed 8,5 m/min
• Overtryk (18 bar): 15% gasaffald, sprøjte slid tre gange

Trykregulatorer i realtid opretholder en varians på ±0,7 bar, hvilket forbedrer materialevenden med 9% i produktionsmiljøer med høj blanding.

Bestemmelse af krav til nitrogenrenhed for forskellige anvendelser

Forskellige materialer har brug for forskellige renhedsgrader af kvælstof. For rustfrit stål og for højpresisionsmaskiner er der behov for en renhed på 99,99% og derover for at sikre et klart og rent skæringspunkt. For mild stål og aluminium legering anbefales der dog en lavere renhed på mellem 90% og 98% for en bedre bruskfri skæring sammenlignet med luftskæring eller iltskæring og flydende nitrogen. Ved at forbruge mindre kvælstof og generere assisterende gas på stedet reduceres produktionsomkostningerne med op til 70%. Raysoar's FCP-serieprodukter viser fordelene ved at producere blandingsgassen til brug ved skæring af kulstofstål/mildt stål/aluminiumlegeringer.

Størrelse af anlægssystemer til produktion af kvælstof til laserskæring

At matche kvælstofgeneratorens produktion med efterspørgslen efter lasermaskiner

Effektiv systemstørrelse kræver evaluering af topstrømmen (typisk 2550 m3/t pr. laser), den krævede renhed (≥99,995% for følsomme legeringer) og driftsmønstre. Moderne systemer på stedet reducerer gasomkostningerne med 50%-90% i forhold til flydende kvælstof, når de måles på grundlag af data om det faktiske maskinkonsum og afhængigt af elomkostningerne og flydende kvælstof- eller cylindergasomkostningerne i forskellige områder og lande.

Regnskab for antal lasermaskiner og driftstidsmønstre

Raysoar-anlæg på stedet giver en multi-maskinfunktion. Ved beregning af kvælstofforbruget anvendes den tilsvarende model, hvilket betyder, at stråleudløserne på anlæggets kvælstofgeneratorer kan levere assisterende gas til 2-4 maskiner på stedet samtidig.

Case study: Nitrogenforbrugsberegning for en 2- Maskinfabrikation af metal

Et lille anlæg erstattede cylindergassen ved at køre en BCP40 til at skære hovedsagelig rustfrit stål:

• Realtidsovervågning af den nitrogenstrøm, der er nødvendig for to maskiner: 3 kW rørskæring og 4 kW fladskæring
• S2.0-sprøjter kan anvendes på begge maskiner samtidig, fordi rørskærmemaskinen forbruger mindre kvælstof end den flade skære.
• For at skære andre materialer, f.eks. blødt stål med en tykkelse på 3 mm, er der brug for en lavere renhed, hvilket betyder, at der sikres tilstrækkelig kvælstofstrøm ved at skifte til kulstofståltilstand.

Ofte stillede spørgsmål (FAQ)

Hvorfor bruges kvælstof i laserskæring?

Stikstof anvendes i laserskæring for at forhindre oxidation og misfarvning, hvilket giver rene og højkvalitetsskæringer til metaller som rustfrit stål.

Hvordan påvirker kvælstof kvaliteten af laserskæring?

Stikstof køler ned skæreområdet, reducerer forvrængning og sikrer, at laserstrålen forbliver fokuseret, hvilket fører til renere skærer med præcise tolerancer.

Hvilke faktorer bestemmer kvælstofforbruget ved laserskæring?

Materialets type og tykkelse, dysens diameter og dysens geometri er nøglefaktorer, der påvirker kvælstofforbruget.

Hvad er den nødvendige nitrogenrenhed for laserskæring?

Normalt kræves en nitrogenrenhed på 99,99% eller derover for at sikre høj kvalitet, oxidationsfri snitt for rustfrit stål. Der er dog også tale om materialer med en renhed på under 90-98%, såsom blødt stål og aluminiumlegering. Faktisk afhænger renheden af brugerne af klienternes krav til at skære, afbalancering af omkostningerne og effektiviteten.