Hoe bereken je de stikstofbehoefte van lasersnijmachines?
De rol van stikstof in de kwaliteit van lasersnijden
Voorkoming van oxidatie: waarom stikstof essentieel is tijdens lasersnijden
Bij lasersnijwerkzaamheden dient stikstof als beschermend schild tegen oxidatie door zuurstof uit het snijgebied te duwen. Metalen zoals roestvrij staal en aluminium hebben de neiging om slecht te reageren wanneer ze worden verhit, waardoor die lelijke ruwe randen en verkleuringsproblemen ontstaan. Het goede nieuws is dat stikstof niet reageert met deze materialen omdat het chemisch inert is, dus we krijgen schone snijwonden zonder oxiden. Neem bijvoorbeeld het snijden van roestvrij staal. Het verschil tussen het gebruik van stikstof en gewone zuurstofondersteunde technieken kan de oppervlaktrauwheid met ongeveer 25% doen dalen. Dit is van groot belang in industrieën waar onderdelen onmiddellijk gereed moeten zijn om te lassen of waar het uiterlijk van belang is voor zaken als consumentenproducten en architecturale onderdelen.
Hoe inert gas zorgt voor schone, hoogwaardige snijwonden in metaalfabricage
Stikstof voorkomt niet alleen oxidatie tijdens het snijden. Het helpt het snijgebied af te koelen, waardoor warping door warmte wordt verminderd en de laserstraal goed gefocust blijft. Wat is het eindresultaat? Schoonere snijwonden met minder overgebleven materiaal dat blijft kleven, vooral merkbaar bij het werken met vellen dunner dan ongeveer 10 millimeter dik. Een ander voordeel dat vermeldenswaard is, is hoe stikstof afval uit het pad van de laserstraal zelf verwijdert. Deze reiniging zorgt ervoor dat de balk gedurende het hele proces sterk en stabiel blijft. Voor winkels die zich bezighouden met strakke specificaties, is dit erg belangrijk omdat het hen in staat stelt om die superstrenge tolerantievereisten van plus of minus 0,1 mm te handhaven die veel precisieonderdelen tegenwoordig eisen.
Belangrijkste parameters die van invloed zijn op de stikstofstroom en de druk
De diameter van de spuitstuk en de gasstroom: hun effect op de snijdoeltreffendheid
Raysoar een samenvatting van een overeenstemmende tabel voor de diameter en de doorstroming van de spuitstukken op basis van de 99,99% stikstofproductie door de producten van de BCP-serie:
| De in punt 2 bedoelde informatie is van toepassing op de in punt 2 bedoelde producten. | |||
| Dop Type | Stikstofstroom ((m3/h) | Snijdruk ((bar) | Nitrogeenzuiverheid ((%) |
| 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 | 9~12 | 99,99% |
| S5.0 | 90 | 9~12 | 99,99% |
| S6.0 | 120 | 9~12 | 99,99% |
| S7.0 | 150 | 9~12 | 99,99% |
| S8.0 | 150 | 9~12 | 99,99% |
Voor het snijden van zacht staal of aluminiumlegering geeft Raysoar de volgende referentie:
| Tabel van overeenkomsten tussen sproeiers en de doorstroming (koolstofstaal/aluminiumlegering) | ||||
| Materiaaldikte | Dop Type | Stikstofstroom ((m3/h) | Snijdruk ((bar) | Nitrogeenzuiverheid ((%) |
| 1 | D3.0C | 30-45 | 8~11 | 96 tot 99% |
| 2 | D3.0C | 30-45 | 8~11 | 96 tot 99% |
| 3 | D3.0C | 30-45 | 8~11 | 96 tot 99% |
| 4 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 96 tot 99% |
| 5 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 96 tot 99% |
| 6 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 96 tot 99% |
| 8 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 96 tot 99% |
| 10 | D3.0C | 35-50 | 9~12 | 94,5 tot 96% |
| 12 | D4.0C | 50-70 | 9~12 | 94,5 tot 96% |
| 14 | S5.0 | 65-80 | 8~11 | 94,5 tot 96% |
| 16 | S5.0 | 65-80 | 8~11 | 94,5 tot 96% |
| 20 | S6.0 | 70-90 | 5 tot 9 | 92 tot 94,5% |
| 25 | S7.0 | 85-100 | 5~8 | 92 tot 94,5% |
| 30 | S7.0 | 85-100 | 5~8 | 92 tot 94,5% |
| 35 | S8.0 | 100-110 | 5~6 | 88 tot 92% |
| 40 | S10.0 | 110-120 | 5~6 | 88 tot 92% |
Balancering van de doorstroming en druk voor een consistente lasersnijprestatie
Een 6 kW glasvezellasersnijmachine van 5 mm roestvrij staal illustreert de balans:
- Onderdruk (10 bar): 0,3 mm randoxidatie, 12% langzamer voertempo
- Geoptimaliseerd (14 bar): Spiegelafwerking, snij snelheid 8,5 m/min
- Met een vermogen van meer dan 10 kW 15% gasverspilling, drie keer meer slijtage van de spuitstukken
In realtime drukregulatoren behouden ±0,7 bar variantie, waardoor de materiaalopbrengst met 9% wordt verbeterd in productieomgevingen met een hoge mix.
Bepaling van de eisen inzake de zuiverheid van stikstof voor verschillende toepassingen
De verschillende zuiverheid van stikstof is nodig voor verschillende materialen. Voor roestvrij staal en de machines met hoge precisie is een zuiverheid van 99,99% en hoger noodzakelijk om de heldere en schone snij te garanderen. Voor het zachte staal en de aluminiumlegering wordt echter een lagere zuiverheid van 90% tot 98% aanbevolen voor een beter snijwerk zonder boor in vergelijking met het snijwerk met lucht of zuurstof en vloeibare stikstof. Door minder stikstof te verbruiken en het hulpgas ter plaatse te produceren, worden de productiekosten met maximaal 70% verlaagd. De producten van de Raysoar® FCPserie tonen de voordelen van het produceren van het menggas voor het snijden van koolstofstaal/zacht staal/aluminiumlegeringen.
Dimensionaire installaties voor stikstofoorstroomopwekking voor lasersnijwerkzaamheden
Het aanpassen van de stikstofgeneratorproductie aan de vraag naar lasermachines
Effectieve systeemdimensionaliteit vereist het evalueren van de piekstroom (typisch 2550 m3/uur per laser), de vereiste zuiverheid (≥ 99,995% voor gevoelige legeringen) en de operationele patronen. Moderne systemen ter plaatse verlagen de gaskosten met 50% tot 90% ten opzichte van vloeibare stikstof wanneer de maat van de gaskosten wordt bepaald aan de hand van gegevens over het werkelijke verbruik van de machine en afhankelijk van de elektriciteitskosten en de kosten van vloeibare stikstof of van het gas in de
Aanschrijving van het aantal lasermachines en runtimepatronen
De op de locatie aangebrachte stikstofgeneratiesystemen voorzien in een multi-machine-operatiemogelijkheid. Door de stikstofverbruikstroom te berekenen, wordt het overeenkomstige model toegepast, wat betekent dat de op de stikstofgeneratoren aanwezige straalstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootstootsto
Case study: Nitrogeenvraag berekening voor een 2- Werkplaats voor metaalfabricage
Een kleine installatie verving het gas in de cilinder door een BCP40 te gebruiken voor het snijden van voornamelijk het roestvrij staal:
- Realtime monitoring van de stikstofstroom die nodig is voor 2 machines: 3 kW buis- en 4 kW platte snijmachines;
- De S2.0-nozzle is voor beide machines gelijktijdig van toepassing omdat de buissnijmachine minder stikstof verbruikt dan de platte snijmachine.
- Voor het snijden van andere materialen zoals zacht staal met een dikte van 3 mm is een lagere zuiverheid nodig, wat betekent dat de voldoende stikstofstroom wordt gewaarborgd door over te schakelen op de modus van koolstofstaal.
Frequently Asked Questions (FAQ)
Waarom wordt stikstof gebruikt bij lasersnijden?
Stikstof wordt gebruikt bij lasersnijden om oxidatie en verkleuring te voorkomen, waardoor schone en hoogwaardige snijwonden worden gemaakt voor metalen zoals roestvrij staal.
Hoe beïnvloedt stikstof de kwaliteit van lasersnijden?
Stikstof koelt het snijgebied af, vermindert de vervorming en zorgt ervoor dat de laserstraal gefocust blijft, wat leidt tot schoner snijwerk met een precieze tolerantie.
Welke factoren bepalen het stikstofverbruik bij lasersnijden?
Het type en de dikte van het materiaal, de diameter van de spuitstuk en de geometrie van de spuitstuk zijn belangrijke factoren die van invloed zijn op het stikstofverbruik.
Wat is de vereiste stikstofzuiverheid voor lasersnijden?
Normaal gesproken is een stikstofzuiverheid van 99,99% of hoger nodig om te zorgen voor kwalitatief hoogwaardige, oxidatievrije stukken voor roestvrij staal. Een zuiverheid van 90-98% is echter ook van toepassing op deze materialen zoals zacht staal en aluminiumlegering. De zuiverheid die voor lasersnijden vereist is, hangt af van de snijvereisten van de klant, waarbij de kosten en de efficiëntie worden afgewogen.
