Comment calculer la demande en azote pour les machines de découpe laser ?

Le rôle de l'azote dans la qualité de la découpe au laser

Prévention de l'oxydation: pourquoi l'azote est essentiel lors de la découpe au laser

Dans les opérations de découpe laser, l'azote sert de bouclier de protection contre l'oxydation en repoussant l'oxygène de la zone de coupe. Les métaux comme l'acier inoxydable et l'aluminium ont tendance à réagir mal lorsqu'ils sont chauffés, ce qui provoque ces bords rugueux et des problèmes de décoloration. La bonne nouvelle est que l'azote ne réagit pas avec ces matériaux car il est chimiquement inerte, donc nous obtenons des coupes propres sans oxydes. Prenons par exemple la découpe en acier inoxydable. La différence entre l'utilisation d'azote et les techniques ordinaires à l'aide d'oxygène peut en fait faire baisser la rugosité de la surface d'environ 25%. Cela est particulièrement important dans les industries où les pièces doivent être prêtes à être soudéses immédiatement ou où l'apparence compte pour des produits de consommation et des composants architecturaux.

Comment le gaz inerte assure des coupes propres et de haute qualité dans la fabrication de métaux

L'azote ne fait pas que prévenir l'oxydation lors des opérations de coupe. Il aide à refroidir la zone de coupure, ce qui réduit la déformation causée par la chaleur et maintient le faisceau laser correctement focalisé. Quel en a été le résultat final? Des coupes plus propres avec moins de résidus de matière collant, particulièrement visibles lorsque l'on travaille avec des feuilles de plus de 10 millimètres d'épaisseur. Un autre avantage à mentionner est la façon dont l'azote élimine les débris du trajet du faisceau laser lui- même. Cette action de nettoyage assure que le faisceau reste fort et stable tout au long du processus. Pour les ateliers qui traitent de spécifications strictes, cela compte beaucoup car cela leur permet de maintenir ces exigences de tolérance extrêmement strictes de plus ou moins 0,1 mm que de nombreuses pièces de précision exigent de nos jours.

Paramètres clés affectant le débit et la pression d'azote

Diamètre de la buse et débit de gaz: leur effet sur l'efficacité de la coupe

Raysoar résume un tableau de correspondance du diamètre et du débit de la buse basé sur la production d'azote à 99,99% par les produits de la série BCP:

Pour la découpe de l'acier ou de l'alliage d'aluminium doux, Raysoar fournit la référence suivante:

Équilibrage du débit et de la pression pour des performances de découpe laser constantes

Une découpe laser à fibres de 6 kW en acier inoxydable de 5 mm illustre l'équilibre:

• Sous pression (10 bar): 0,3 mm d'oxydation des bords, 12% de ralentissement de la vitesse d'alimentation
• Optimisé (14 bar): B. à hauteur de 0,15 mm
• Pour les appareils de type à compression directe: 15% de déchets de gaz, l'usure des buses est triplée

Les régulateurs de pression en temps réel maintiennent une variance de ±0,7 bar, améliorant le rendement du matériau de 9% dans les environnements de production à mélange élevé.

Détermination des exigences de pureté de l'azote pour différentes applications

Les matériaux différents ont besoin d'une pureté différente de l'azote. Pour un acier inoxydable et les machines de haute précision, une pureté de 99,99% et supérieure est nécessaire pour assurer une coupe claire et propre. Cependant, pour l'acier doux et l'alliage d'aluminium, une pureté inférieure allant de 90% à 98% est recommandée pour une meilleure découpe sans éruption par rapport à la découpe à l'air ou à l'oxygène et à l'azote liquide. En consommant moins d'azote et en produisant le gaz d'assistance sur place, les coûts de production sont réduits jusqu'à 70%. Les produits de la série FCP de Raysoar démontrent les avantages de la production de gaz mixte pour les applications de découpe d'acier au carbone/d'acier doux/alliage d'aluminium.

Systèmes de production d'azote sur site pour les opérations de découpe laser

Adaptation de la production du générateur d'azote à la demande des machines laser

Une dimensionnement efficace du système nécessite d'évaluer le débit maximal (typiquement 2550 m3/h par laser), la pureté requise (≥ 99,995% pour les alliages sensibles) et les modèles opérationnels. Les systèmes modernes sur place réduisent les coûts du gaz de 50% à 90% par rapport à l'azote liquide lorsqu'ils sont dimensionnés à l'aide des données de consommation réelle de la machine et en fonction des coûts d'électricité et de l'azote liquide ou des coûts du gaz de bouteille dans différentes régions et différents pays.

Comptabilisation du nombre de machines laser et des schémas de fonctionnement

Les systèmes de production d'azote sur site assurent le fonctionnement de plusieurs machines. En calculant le débit de consommation d'azote, on applique le modèle correspondant, ce qui signifie que les rayons sur les générateurs d'azote peuvent fournir le gaz d'assistance pour 2 à 4 machines en même temps sur le site.

L'étude de cas: Calcul de la demande d'azote pour une 2- atelier de fabrication de machines métalliques

Une petite installation a remplacé le gaz de la bouteille en utilisant une BCP40 pour couper principalement l'acier inoxydable:

• Surveillance en temps réel du débit d'azote nécessaire pour 2 machines: 3 kW de coupe de tubes et 4 kW de coupe plate;
• Les nozzles S2.0 sont applicables aux deux machines en même temps, car la machine de découpe de tubes consomme moins d'azote que la machine de découpe plate.
• Pour couper d'autres matériaux tels que l'acier doux d'une épaisseur de 3 mm, une pureté inférieure est nécessaire, ce qui signifie que le débit suffisant d'azote est assuré en passant au mode acier au carbone.

Frequently Asked Questions (FAQ)

Pourquoi l'azote est-il utilisé dans la découpe laser ?

L'azote est utilisé dans la découpe laser pour prévenir l'oxydation et la décoloration, fournissant des coupes propres et de haute qualité pour les métaux comme l'acier inoxydable.

Comment l'azote affecte-t-il la qualité de la découpe laser?

L'azote refroidit la zone de coupe, réduit la déformation et assure que le faisceau laser reste concentré, ce qui conduit à des coupes plus propres avec une tolérance précise.

Quels sont les facteurs qui déterminent la consommation d'azote dans la découpe laser?

Le type et l'épaisseur du matériau, le diamètre de la buse et la géométrie de la buse sont des facteurs clés qui influencent la consommation d'azote.

Quelle est la pureté d'azote requise pour la découpe laser?

En règle générale, une pureté en azote de 99,99% ou plus est nécessaire pour assurer des coupes de haute qualité et exemptes d'oxydation pour l'acier inoxydable. Toutefois, une pureté inférieure de 90 à 98% s'applique également à ces matériaux tels que l'acier doux et l'alliage d'aluminium. En fait, la pureté requise pour la découpe laser dépend des exigences de coupe des clients, équilibrant le coût et l'efficacité.