Ieteicamais palīgdegvielas gāzs vidēji bieziem un plāniem zema oglekļa tēraudiem: maisījuma gāze, skālisis, slāpeklis vai gaisa?

3 līdz 14 mm biezs mīkstā tērauda loksnes ir visizplatītākais materiāls lokšņu metālapstrādes darbnīcās. Tas nav tik plāns, lai griešana ar gaisu notiktu viegli un bez pūlēm, bet arī ne tik biezs, lai vienīgā zema efektivitāte būtu tīra skābekļa griešana. Precīzi šī iemesla dēļ degvielas izvēle šim biezumam kļūst par visgrūtāko trilemmu procesu inženieriem — griešanas ātrums, griezuma malas kvalitāte un degvielas izmaksas pastāvīgi ir pretrunā viens ar otru.

Izmantojot tīru skābekli: lēns griešanas ātrums un neefektīva apstrāde; izmantojot tīru slāpekli: lieliskas griezuma virsmas, tačau augstas degvielas izmaksas; izmantojot gaisu: samazina izmaksas, tomēr virsmas oksidācija un nogulsnes apakšā prasa papildu apstrādes procedūras.

Šis raksts izmanto tiešu pieeju. Tas vispirms analizē trīs tīro gāzu stratēģijas, kas ir apspriežamas šim biezumam, pēc tam piedāvā īstenojamu maisījuma risinājumu.

Trilemma par gāzes izvēli 3-14mm oglekļa tērauds

Pirmkārt, precizēsim konflikta būtību. Katrai no trim gāzēm šajā biezumā ir neatņemami priekšrocības, taču katrai ir arī trūkumi, kurus nevar ignorēt.

Tīrā skābekļa griešana: agresīva ātruma, nevienmērīga griezuma virsma
Skābekļa griešanas ātrums 3–14 mm oglekļa tēraudam parasti ir pārāk zems.

Ferrīta sadegšanas reakcija rada papildu siltumu; lai nodrošinātu griešanas kvalitāti un stabilitāti, dažreiz griešanas laikā jāsamazina jauda.

Rūpnīcām, kas rēķina pēc gabala, ātrums ir peļņa. Tomēr cena ir vienlīdz acīmredzama: griezuma virsma ir klāta ar melnu vai tumši pelēku oksīda kārtu, kuras biezums var sasniegt desmitus mikronu, tā ir raupja un cieši saistīta ar pamatmateriālu. Šī oksīda kārta ir barjera turpmākai metināšanai vai krāsošanai — metināšanai jāveic gruntēšana, bet krāsošanai jāveic smilšstrādāšana. Ja klienta rasējumā norādīts „redzamā virsma” vai „metināt bez pēcapstrādes”, tīra skābekļa griezuma detaļa ir pusfabrikāts, kas prasa papildu izmaksas turpmākajā ražošanas procesā.

Tīra slāpekļa griešana: bez pēcapstrādes apstrāde un izmaksu spiediens
Tīra slāpekļa griešana rada sudrabbaltu, spīdīgu griezuma virsmu, kas gandrīz nav piesārņota oksīdiem un ir gatava tiešai metināšanai un tiešai krāsošanai. Tas ir kvalitātes departamenta sapnis. Tomēr oglekļa tēraudā ar biezumu virs 3 mm tīra slāpekļa griešanas gāzes patēriņš ir ļoti liels. Lai nodrošinātu bezšķiedrainu apakšu, spiedienu un plūsmu jātur augstā līmenī. 12 kW mašīna, griežot 8 mm oglekļa tēraudu, var viegli patērēt 80–90 Nm³/h slāpekļa stundā. Ja izmanto šķidro slāpekli, šis gāzes izmaksu lielums var pārsniegt pašas mašīnas kopējās ekspluatācijas izmaksas — elektroenerģiju, darbaspēku, nolietojumu un visu citu kopā ņemot. Skarba realitāte: griežot 8 mm oglekļa tēraudu ar tīru slāpekli, jo vairāk jūs griežat, jo tievāka var kļūt jūsu peļņas marža.

Gaisa griešana: ārkārtīgi izdevīga, taču ar kompromisu — oksīdu kārtas veidošanās
Vai gaisa griešana ir piemērota 3–14 mm bieziem oglekļa tērauda izstrādājumiem? Jā, ja jūsu pieņemamība attiecībā uz griezuma virsmu ir pietiekami plaša. Griezuma virsma, izmantojot saspiestu gaisu, var būt no viegli zeltainas līdz brūnai ar blīvu oksīda plēvi. Salīdzinot ar tīra skābekļa melno skalu, šī plēve ir daudz tievāka. Salīdzinot ar tīra slāpekļa spoži baltu virsmu, tā ir acīmredzami „krāsota“. Visskritiskākais ir tas, ka apakšējās malas uzlaužu augstums pakāpeniski palielinās, pārejot no tievākiem uz biezākiem loksnēm, tādējādi padarot tos ārkārtīgi grūti noņemamus.

Gaisa griešanas priekšrocība ir tās gandrīz nulles izmaksas; trūkums ir tas, ka šī oksīda plēve un uzlauži joprojām nav pieņemami dažās lietojumprogrammās. Ja jūs griežat plauktu paneļus, mašīnu pamatu rāmus vai iekšējos pastiprinājuma ribas — daļas, kas paliek paslēptas mašīnās vai paredzētas krāsošanai, — gaisa griešana ir optimālais risinājums. Tomēr, ja klients vēlas redzamu estētisku daļu, gaisa griešana nav pietiekama.

Tabulā zemāk ir apkopoti katras pieejas kompromisi, kas padara lēmumu punktus skaidrus:

No šīs salīdzinājumu tabulas var secināt: neviena viena tīra gāzes stratēģija vienlaikus nevar apmierināt trīs prasības — ātrumu, kvalitāti un izmaksas. Tieši šeit ieviešas jauktās gāzes pieeja.

Ieteicamā jauktais stratēģija: augstās līmeņa līdzsvara loģika  Slāpeklis + zems skābekļa daudzums

Gāzu maisījums nav vienkārša divu gāzu sajaukšana. Tas izmanto skābekļa degšanu veicinošo ietekmi un slāpekļa dzesējošo un aizsargājošo ietekmi, lai kerfā izveidotu „kontrolētu mikrooksidēšanu“.

Kad uz materiālu tiek piemērota slāpekļa gāzes (94–96 %) maisījuma un lāzera starojuma kombinācija, notiek divas izmaiņas. Pirmkārt, slāpeklis kā inerts komponents samazina skābekļa koncentrāciju, kas nomāc dzelzs–skābekļa degšanas reakcijas intensitāti. Oksīdu kārtiņa vairs neaug haotiski biezu kārtu, kā tas notiek tīrā skābekļa griešanā, bet tiek ierobežota blīvā plānā kārtiņā, kuras biezums ir tikai daži mikroni. Otrkārt, slāpekļa straumes pastiprinātā dzesēšanas iedarbība uz griezuma šķelni optimizē kausētās metāla plūsmu, būtiski samazinot apakšējo šķiedru veidošanos.

Rezultāts: salīdzinot ar tīro skābekli, 3–14 mm biezas oglekļa tērauda griešanas ātrumu 6000 W un 12000 W jaudas apstākļos var būtiski palielināt par 85 % līdz 364 %, izmantojot maisītās gāzes.

B tomēr griezuma virsmas krāsa mainās no melnas uz viegli pelēku, oksīdu kārtiņa ievērojami tievāk, un pirms metināšanas vai krāsošanas vairs nav nepieciešams to gludināt. Šis ir sajaukšanas loģikas vērtība — iegūstot pieņemamu ātrumu, lai nodrošinātu apstrādājamu griezuma virsmu, vienlaikus ievērojami samazinot gāzes izmaksas salīdzinājumā ar tīru slāpekli.

Ņemot kā piemēru 8 mm biezu mīksto tērauda plāksni, ko griež ar 12 kW lāzeru, ražošanas testos apstiprinātā atsauces sajaukšanas attiecība ir 94 % slāpekļa. Šajā attiecībā griešanas ātrums palielinās par 285 % salīdzinājumā ar tīru skābekli, bet griezuma virsma ir vienmērīgi gaiši pelēka, oksīda kārtiņa praktiski nav jūtama pieskaroties, un metinājuma kvalitāte atbilst standarta konstrukcijas komponentu prasībām.

Šķiedras lāzera griešanas griešanas ātrumu salīdzinājuma tabula ar 3–14 mm Oglekļa tērauds （O₂ pret N₂/gaisu)

Raysoar iepriekš iestatītās sajaukšanas attiecības un parametru atbalsts

Visa šī diskusija par attiecībām un logiem galu galā tiek samazināta līdz divām lietām darbnīcas izpildei: stabila un uzticama gāzu maisīšanas attiecību izvades ierīce un validētu parametru kombināciju kopums.

Raysoar 's maisītās gāzes risinājums nodrošina iepriekš konfigurētas maisījuma attiecību ieteiksmes 3–14 mm oglekļa tēraudam. Pamatojoties uz jūsu lāzera jaudu, materiāla kvalitāti un biezumu, mēs norādām ieteicamo skābekļa un slāpekļa attiecību logu un šo attiecību fiksējam ar atbilstošu gāzu maisīšanas skapi, nodrošinot, ka griešanas rezultāts ir atkārtojams katrā maiņā un katrā detaļu partijā. Tas pārvērš „kvalitātes un izmaksu līdzsvara punktu“ no nejaušības lietas par atkārtojamu standarta darbības procedūru.

3–14 mm mīkstajā tēraudā palīdgāze nav viennozīmīga viena vai otra izvēle. Mācieties pielāgot ar Raysoar ’s FCP sērijas produktu , un vienlaikus iegūstat ātruma ieroci un izmaksu kontroles trumpi.