چگونه میزان نیتروژن مورد نیاز برای دستگاه‌های برش لیزری را محاسبه کنیم؟
نقش نیتروژن در کیفیت برش لیزر
جلوگیری از اکسیداسیون: چرا نیتروژن در هنگام برش لیزر ضروری است
در عملیات برش لیزر، نیتروژن به عنوان یک سپر محافظ در برابر اکسیداسیون با فشار اکسیژن از منطقه برش عمل می کند. فلزات مانند فولاد ضد زنگ و آلومینیوم در هنگام گرم شدن واکنش بدی نشان می دهند و باعث می شوند که لبه های خشن و رنگ تغییر کنند. خبر خوب این است که نیتروژن با این مواد واکنش نشان نمی دهد چون از لحاظ شیمیایی بی اثر است، بنابراین ما برش های تمیز و بدون اکسید داریم. برای مثال برش فولاد ضد زنگ را در نظر بگیرید تفاوت بین استفاده از نیتروژن در مقابل تکنیک های معمولی با کمک اکسیژن می تواند در واقع خشکی سطح را حدود 25٪ کاهش دهد. این موضوع در صنایع که قطعات باید بلافاصله برای جوش آماده شوند یا زمانی که ظاهر برای چیزهایی مانند محصولات مصرفی و قطعات معماری اهمیت دارد بسیار مهم است.
چگونه گاز بی اثر قطعات تمیز و با کیفیت بالا را در ساخت فلز تضمین می کند
نیتروژن بیش از صرف جلوگیری از اکسیداسیون در طول عملیات برش انجام می دهد. این در واقع به خنک کردن ناحیه ای که برش اتفاق می افتد کمک می کند، که باعث کاهش انحراف ناشی از گرما می شود و شعله لیزر را به درستی متمرکز می کند. نتیجه ی نهایی؟ برش های تمیزتر با مواد کمتر باقی مانده که در اطراف می چسبند، به ویژه هنگام کار با ورق های نازک تر از حدود 10 میلی متر قابل توجه است. یک فایده دیگر که ارزش ذکر دارد این است که چگونه نیتروژن زباله ها را از مسیر خود پرتو لیزر پاک می کند. این عمل تمیز کردن تضمین می کند که پرتوی در طول فرآیند قوی و ثابت باقی بماند. برای مغازه هایی که با مشخصات دقیق کار می کنند، این خیلی مهم است زیرا به آنها اجازه می دهد تا آن الزامات بسیار سختگیرانه تحمل کننده ی ۱/۰ میلی متر را که امروزه بسیاری از قطعات دقیق تقاضا می کنند حفظ کنند.
پارامترهای کلیدی که بر سرعت جریان نیتروژن و فشار تاثیر می گذارند
قطر نوزل و سرعت جریان گاز: تأثیر آنها بر بهره وری برش
Raysoar خلاصه ای از جدول مطابقت قطر نوزل و جریان بر اساس تولید 99.99٪ نیتروژن توسط محصولات سری BCP:
| جدول مطابقت نوزل ها و نرخ جریان ((فولاد ضد زنگ) | |||
| نوع دهانه | میزان جریان نیتروژن ((m3/h) | فشار برش ((بار) | خالصیت نیتروژن ((%) |
| 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 تا 12 | 99.99% |
| S5.0 | 90 | 9 تا 12 | 99.99% |
| S6.0 | 120 | 9 تا 12 | 99.99% |
| S7.0 | 150 | 9 تا 12 | 99.99% |
| S8.0 | 150 | 9 تا 12 | 99.99% |
برای برش فولاد نرم یا آلیاژ آلومینیوم، Raysoar مرجع را به شرح زیر ارائه می دهد:
| جدول مطابقت نوزل ها و میزان جریان (فولاد کربن/آلیاژ آلومینیوم) | ||||
| ضخامت ماده | نوع دهانه | میزان جریان نیتروژن ((m3/h) | فشار برش ((بار) | خالصیت نیتروژن ((%) |
| 1 | D3.0C | 30-45 | 8 تا 11 | 96 تا 99 درصد |
| 2 | D3.0C | 30-45 | 8 تا 11 | 96 تا 99 درصد |
| 3 | D3.0C | 30-45 | 8 تا 11 | 96 تا 99 درصد |
| 4 | D3.0C | 35-50 | 9 تا 12 | 96 تا 99 درصد |
| 5 | D3.0C | 35-50 | 9 تا 12 | 96 تا 99 درصد |
| 6 | D3.0C | 35-50 | 9 تا 12 | 96 تا 99 درصد |
| 8 | D3.0C | 35-50 | 9 تا 12 | 96 تا 99 درصد |
| 10 | D3.0C | 35-50 | 9 تا 12 | ۹۴.۵ تا ۹۶% |
| 12 | D4.0C | 50-70 | 9 تا 12 | ۹۴.۵ تا ۹۶% |
| 14 | S5.0 | 65-80 | 8 تا 11 | ۹۴.۵ تا ۹۶% |
| 16 | S5.0 | 65-80 | 8 تا 11 | ۹۴.۵ تا ۹۶% |
| 20 | S6.0 | 70-90 | 5 تا 9 | 92 تا 94.5 درصد |
| 25 | S7.0 | 85 تا 100 | 5 تا 8 | 92 تا 94.5 درصد |
| 30 | S7.0 | 85 تا 100 | 5 تا 8 | 92 تا 94.5 درصد |
| 35 | S8.0 | 100-110 | 5~6 | 88 تا 92 درصد |
| 40 | S10.0 | ۱۱۰-۱۲۰ | 5~6 | 88 تا 92 درصد |
تعادل نرخ جریان و فشار برای عملکرد قطع لیزر ثابت
یک لیزر فیبر 6 کیلو وات که فولاد ضد زنگ 5 میلی متری را برش می دهد، تعادل را نشان می دهد:
- با فشار پایین (10 بار): اکسیداسیون 0.3 میلی متر لبه، 12 درصد سرعت تغذیه آهسته تر
- بهینه شده (14 بار): لبه های آینه ای، سرعت برش 8.5 m/min
- با فشار بیش از حد (18 بار): 15 درصد زباله گاز، سه برابر فرسایش نوزل
تنظیم کننده های فشار در زمان واقعی ± 0.7 بار انحراف را حفظ می کنند و بهره وری مواد را در محیط های تولید مخلوط بالا 9٪ بهبود می بخشند.
تعیین الزامات خلوص نیتروژن برای کاربردهای مختلف
خالصیت مختلف نیتروژن توسط مواد مختلف مورد نیاز است. برای فولاد ضد زنگ و ماشین آلات با دقت بالا، 99.99٪ و بالاتر از پاکی برای اطمینان از برش روشن و تمیز ضروری است. با این حال برای فولاد نرم و آلومینیوم آلیاژ پاکی کمتر در محدوده 90-98٪ برای برش بهتر بدون بر در مقایسه با برش هوا یا برش اکسیژن و نیتروژن مایع توصیه می شود. با مصرف کمتر نیتروژن و تولید گاز کمک در محل، هزینه های تولید تا 70٪ کاهش می یابد. محصولات سری FCP Raysoar مزایای تولید گاز مخلوط را برای کاربردهای برش فولاد کربن / فولاد نرم / آلیومینیوم نشان می دهد.
اندازه گیری سیستم های تولید نیتروژن در محل برای عملیات برش لیزر
تطبیق تولید ژنراتور نیتروژن با تقاضای ماشین لیزر
اندازه گیری سیستم موثر نیاز به ارزیابی حداکثر جریان (معمولاً 2550 m3/hr در هر لیزر) ، خلوص مورد نیاز (≥ 99.995٪ برای آلیاژ های حساس) و الگوهای عملیاتی دارد. سیستم های مدرن در محل، هزینه گاز را در مقایسه با نیتروژن مایع، 50 تا 90 درصد کاهش می دهند، زمانی که با استفاده از داده های مصرف واقعی ماشین و بسته به هزینه های برق و نیتروژن مایع یا هزینه های گاز ظرفشویی در مناطق مختلف و کشورهای مختلف اندازه گیری می شود.
حسابداری برای تعداد ماشین های لیزر و الگوهای زمان اجرا
سیستم های تولید نیتروژن Raysoar در محل عملکرد چند دستگاه را فراهم می کنند. با محاسبه جریان مصرف نیتروژن، مدل مربوطه اعمال می شود، به این معنی که راین سورس ها در ژنراتورهای نیتروژن می توانند گاز کمک را برای ۲ تا ۴ دستگاه در همان زمان در محل تامین کنند.
مطالعه موردی: محاسبه تقاضای نیتروژن برای یک 2- فروشگاه ساخت فلزات
یک تاسیسات کوچک با استفاده از BCP40 برای برش بیشتر فولاد ضد زنگ، جایگزین گاز سیلندر شد:
- نظارت در زمان واقعی بر جریان نیتروژن مورد نیاز برای دو دستگاه: برش لوله 3kw و برش صاف 4kw
- S2.0 نوزل قابل استفاده برای هر دو دستگاه در همان زمان به دلیل دستگاه برش لوله مصرف نیتروژن کمتر در مقایسه با برش صاف است.
- برای برش مواد دیگر مانند فولاد نرم با ضخامت 3 میلی متر، نیاز به پاکی کمتر است که به این معنی است که جریان نیتروژن کافی با تغییر به حالت فولاد کربن تضمین می شود.
سوالات متداول (FAQ)
چرا از نیتروژن در برش لیزری استفاده می‌شود؟
نیتروژن در برش لیزر برای جلوگیری از اکسیداسیون و تغییر رنگ استفاده می شود، قطعات تمیز و با کیفیت بالا برای فلزات مانند فولاد ضد زنگ را فراهم می کند.
نیتروژن چگونه بر کیفیت برش لیزر تاثیر می گذارد؟
نیتروژن منطقه برش را خنک می کند، انحراف را کاهش می دهد و اطمینان می دهد که پرتوی لیزر متمرکز باقی می ماند، که منجر به برش های تمیزتر با تحمل دقیق می شود.
چه عواملی مصرف نیتروژن را در برش لیزر تعیین می کنند؟
نوع و ضخامت مواد، قطر نوزل و هندسه نوزل عوامل کلیدی در مصرف نیتروژن هستند.
خالصیت نیتروژن مورد نیاز برای برش لیزر چیست؟
به طور معمول، برای اطمینان از برش های با کیفیت بالا و بدون اکسیداسیون فولاد ضد زنگ، نیاز به پاکی نیتروژن 99.99٪ یا بالاتر است. با این حال، خالصیت پایین تر از 90 تا 98 درصد برای مواد مانند فولاد نرم و آلیاژ آلومینیوم نیز قابل استفاده است. در واقع، خلوص مورد نیاز برای برش لیزر بستگی به نیاز مشتریان به برش، تعادل هزینه و بهره وری دارد.
