मध्यम-पतले मृदु इस्पात के लिए अनुशंसित सहायक गैस: मिश्रित गैस, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या वायु?

3 से 14 मिमी की सीमा में माइल्ड स्टील की प्लेट शीट मेटल फैब्रिकेशन शॉप्स में सबसे आम सामग्री खंड है। यह इतनी पतली नहीं है कि वायु कटिंग आसानी से तेज़ी से काम कर सके, न ही इतनी मोटी है कि शुद्ध ऑक्सीजन कटिंग ही कम दक्षता वाला एकमात्र विकल्प हो। ठीक इसी कारण से, इस मोटाई सीमा के लिए गैस का चयन प्रक्रिया इंजीनियरों के लिए सबसे कठिन त्रिकोणीय निर्णय बन जाता है—कटिंग की गति, कटिंग के किनारे की गुणवत्ता और गैस की लागत लगातार एक-दूसरे के विपरीत होती रहती हैं।

शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग करना: कटिंग की गति धीमी और प्रसंस्करण अक्षम; शुद्ध नाइट्रोजन का उपयोग करना: उत्कृष्ट कट सतह, लेकिन गैस की लागत अधिक होती है; वायु का उपयोग करना: लागत कम करता है, हालाँकि, सतह पर ऑक्सीकरण और नीचे की ओर गलित धातु के जमा होने के कारण बाद की उपचार प्रक्रियाएँ आवश्यक हो जाती हैं।

यह लेख एक सीधी दृष्टिकोण अपनाता है। यह पहले इस मोटाई सीमा के लिए विचाराधीन तीन शुद्ध गैस रणनीतियों का विश्लेषण करता है, फिर एक व्यवहार्य मिश्रण समाधान प्रस्तुत करता है जिसे लागू किया जा सकता है।

गैस चयन की त्रिकोणीय समस्या 3-14मिमी कार्बन स्टील

सबसे पहले, आइए संघर्ष के मूल को स्पष्ट करें। इस मोटाई सीमा में तीनों गैसों में से प्रत्येक के अपने अविकल्प्य लाभ हैं, लेकिन प्रत्येक के साथ कुछ कमियाँ भी हैं जिन्हें अनदेखा नहीं किया जा सकता।

शुद्ध ऑक्सीजन काटना: आक्रामक गति, रूखा कटिंग फेस
3-14 मिमी कार्बन स्टील पर ऑक्सीजन काटने की गति सामान्यतः बहुत कम होती है।

फेराइट की दहन प्रतिक्रिया अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करती है; कटिंग की गुणवत्ता और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, कटिंग के दौरान कभी-कभी शक्ति को कम करना पड़ सकता है।

जो कारखाने टुकड़े के हिसाब से शुल्क लेते हैं, उनके लिए गति लाभ है। लेकिन मूल्य भी समान रूप से स्पष्ट है: कटिंग का फलक काले या गहरे धूसर ऑक्साइड परत से ढका होता है, जिसकी मोटाई दसियों माइक्रॉन तक हो सकती है, जो खुरदरा होता है और आधार सामग्री से मजबूती से जुड़ा होता है। यह ऑक्साइड परत बाद की वेल्डिंग या पेंटिंग के लिए एक बाधा है—वेल्डिंग से पहले पीसना अनिवार्य है, और पेंटिंग से पहले शॉट ब्लास्टिंग की आवश्यकता होती है। यदि ग्राहक के ड्रॉइंग में "प्रदर्शित सतह" या "पोस्ट-उपचार के बिना वेल्ड करें" का उल्लेख किया गया है, तो शुद्ध ऑक्सीजन कटिंग द्वारा बनाया गया भाग अर्ध-तैयार होता है, जिसके लिए अतिरिक्त अपस्ट्रीम लागत की आवश्यकता होती है।

शुद्ध नाइट्रोजन कटिंग: बिना पोस्ट-उपचार के समाप्ति और लागत दबाव
शुद्ध नाइट्रोजन काटने से चांदी-सफेद, चमकदार कटिंग सतह प्राप्त होती है, जो लगभग ऑक्साइड-मुक्त होती है और सीधे वेल्डिंग तथा सीधे पेंटिंग के लिए तैयार होती है। यह गुणवत्ता विभाग का सपना है। हालाँकि, 3 मिमी से अधिक मोटाई के कार्बन स्टील पर शुद्ध नाइट्रोजन काटने की गैस खपत अत्यंत अधिक होती है। निचले भाग को ड्रॉस-मुक्त बनाए रखने के लिए दबाव और प्रवाह दोनों को उच्च स्तर पर बनाए रखना आवश्यक है। एक 12 किलोवाट की मशीन 8 मिमी कार्बन स्टील काटते समय प्रति घंटे आसानी से 80–90 एनएम³/घंटा नाइट्रोजन की खपत कर सकती है। यदि तरल नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है, तो यह गैस लागत मशीन की कुल संचालन लागत—बिजली, श्रम, ह्रास, सभी को मिलाकर—से अधिक हो सकती है। एक कठोर वास्तविकता: जब 8 मिमी कार्बन स्टील को शुद्ध नाइट्रोजन के साथ काटा जाता है, तो आप जितना अधिक काटते हैं, आपकी लाभ की सीमा उतनी ही कम हो सकती है।

वायु काटना: ऑक्साइड परत के ट्रेड-ऑफ के साथ अत्यधिक लागत-प्रभावी
क्या वायु काटने का उपयोग 3-14 मिमी कार्बन स्टील पर किया जा सकता है? हाँ, बशर्ते आप कटिंग के फेस को स्वीकार करने के लिए पर्याप्त लचीले हों। संपीड़ित वायु से प्राप्त कटिंग का फेस हल्के सुनहरे से भूरे रंग का होता है, जिस पर घना ऑक्साइड फिल्म होती है। शुद्ध ऑक्सीजन के काले स्केल की तुलना में, यह फिल्म काफी पतली होती है। शुद्ध नाइट्रोजन के चमकदार सफेद फेस की तुलना में, यह स्पष्ट रूप से "रंगीन" होता है। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि प्लेट्स की मोटाई के साथ-साथ तल पर बर्र की ऊँचाई धीरे-धीरे बढ़ती जाती है, जिससे इसे हटाना अत्यंत कठिन हो जाता है।

वायु काटने का लाभ इसकी लगभग शून्य लागत है; इसका दोष यह है कि यह ऑक्साइड फिल्म और बर्र कुछ अनुप्रयोगों में अभी भी अस्वीकार्य हैं। यदि आप शेल्फ पैनल, मशीन बेस फ्रेम या आंतरिक प्रबलन रिब्स—जो मशीनों के अंदर छुपे होते हैं या पेंट कवरेज के लिए निर्धारित होते हैं—काट रहे हैं, तो वायु काटना इसका आदर्श समाधान है। लेकिन यदि ग्राहक एक दृश्यमान सौंदर्य संबंधी भाग चाहता है, तो वायु काटना पर्याप्त नहीं है।

नीचे दी गई तालिका प्रत्येक दृष्टिकोण के सौदों का सारांश प्रस्तुत करती है, जिससे निर्णय के बिंदु स्पष्ट हो जाते हैं:

इस तुलना तालिका से निष्कर्ष स्पष्ट है: कोई भी एकल शुद्ध गैस रणनीति एक साथ गति, गुणवत्ता और लागत की तीनों मांगों को संतुष्ट नहीं कर सकती है। यहीं पर मिश्रित गैस दृष्टिकोण का महत्व उभरता है।

अनुशंसित मिश्रण रणनीति: उच्च का संतुलन तर्क  नाइट्रोजन + कम ऑक्सीजन

गैस मिश्रण दो गैसों का सरल मिश्रण नहीं है। यह ऑक्सीजन के दहन-बढ़ाने वाले प्रभाव और नाइट्रोजन के शीतलन एवं सुरक्षा प्रभाव का उपयोग करके कट के अंदर एक "नियंत्रित सूक्ष्म-ऑक्सीकरण" वातावरण बनाता है।

जब नाइट्रोजन गैस (94%-96%) के मिश्रण को लेजर विकिरण के साथ संयोजित करके सामग्री पर लागू किया जाता है, तो दो परिवर्तन होते हैं। पहला, नाइट्रोजन एक निष्क्रिय घटक के रूप में ऑक्सीजन की सांद्रता को तनु करता है, जिससे लोहा-ऑक्सीजन दहन अभिक्रिया की प्रचंडता कम हो जाती है। ऑक्साइड परत अब शुद्ध ऑक्सीजन कटिंग में होने वाली तरह मोटी परत के रूप में अनियंत्रित रूप से नहीं बढ़ती, बल्कि कुछ माइक्रोन की घनी फिल्म के रूप में सीमित रहती है। दूसरा, कटिंग रेखा (कर्फ) पर नाइट्रोजन धारा का बढ़ा हुआ शीतलन प्रभाव गलित धातु की द्रवता को अनुकूलित करता है, जिससे निचले भाग पर जमा होने वाले अशुद्धि अवशेष (बॉटम ड्रॉस) में काफी कमी आती है।

परिणाम: 6000 डब्ल्यू और 12000 डब्ल्यू की शक्ति की स्थितियों में, 3–14 मिमी मोटाई के कार्बन स्टील की कटिंग गति को शुद्ध ऑक्सीजन की तुलना में मिश्रित गैसों के उपयोग से 85% से 364% तक काफी बढ़ाया जा सकता है।

B हालाँकि कटिंग के बाद पृष्ठ का रंग काले से हल्के ग्रे में बदल जाता है, ऑक्साइड परत काफी पतली हो जाती है, और वेल्डिंग या पेंटिंग से पहले इसे पॉलिश करने की आवश्यकता नहीं रहती है। यह मिश्रण तर्क का मूल्य है—एक स्वीकार्य गति की कमी के बदले में एक उपयोग करने योग्य कटिंग सतह प्राप्त करना, जबकि गैस लागत शुद्ध नाइट्रोजन की तुलना में काफी कम होती है।

8 मिमी मृदु इस्पात की प्लेट को 12 किलोवाट लेजर कटिंग के उदाहरण के रूप में लेते हुए, उत्पादन परीक्षण के माध्यम से सत्यापित संदर्भ मिश्रण अनुपात 94% नाइट्रोजन है। इस अनुपात पर, कटिंग गति शुद्ध ऑक्सीजन की तुलना में 285% बढ़ जाती है, लेकिन कटिंग सतह एक समान हल्के ग्रे रंग की होती है, ऑक्साइड परत को छूने पर लगभग अनुभव नहीं किया जा सकता है, और वेल्ड की गुणवत्ता मानक संरचनात्मक घटकों की आवश्यकताओं को पूरा करती है।

फाइबर लेजर कटिंग के लिए कटिंग गति की तुलना सारणी 3-14 मिमी कार्बन स्टील （O₂ बनाम N₂/वायु

रेसोअर के पूर्व-कॉन्फ़िगर किए गए मिश्रण अनुपात और पैरामीटर समर्थन

इन अनुपातों और विंडोज़ पर सभी चर्चा अंततः वर्कशॉप के कार्यान्वयन के लिए दो चीज़ों पर आ जाती है: एक स्थिर और विश्वसनीय गैस मिश्रण अनुपात आउटपुट उपकरण, और मान्यदृष्ट विभिन्न पैरामीटर संयोजनों का एक सेट।

Raysoar का मिश्रित गैस समाधान 3-14 मिमी कार्बन स्टील के लिए पूर्व-कॉन्फ़िगर किए गए मिश्रण अनुपात की सिफारिशें प्रदान करता है। आपकी लेज़र शक्ति, सामग्री ग्रेड और मोटाई के आधार पर, हम ऑक्सीजन-टू-नाइट्रोजन अनुपात की एक सिफारिशित सीमा निर्दिष्ट करते हैं, और एक सुमेलित गैस मिश्रण कैबिनेट के माध्यम से इस अनुपात को लॉक कर देते हैं, जिससे कटिंग परिणाम प्रत्येक शिफ्ट और प्रत्येक भाग के बैच में दोहराया जा सके। इससे "गुणवत्ता-लागत संतुलन बिंदु" सौभाग्य का विषय नहीं रहता, बल्कि एक दोहरावयोग्य मानक संचालन प्रक्रिया बन जाता है।

3-14 मिमी माइल्ड स्टील पर, सहायक गैस एक काला-या-सफेद एकल विकल्प नहीं है। Raysoar ’की FCP श्रृंखला के उत्पाद के साथ ट्यून करना सीखें, और आप एक साथ गति का हथियार और लागत नियंत्रण का ट्रम्प कार्ड प्राप्त करते हैं।