Jak obliczyć zapotrzebowanie azotu dla maszyn do cięcia laserowego?

Rola azotu w jakości cięcia laserowego

Zapobieganie utlenianiu: dlaczego azot jest niezbędny podczas cięcia laserowego

W operacjach cięcia laserowego azot służy jako tarcza ochronna przed utlenianiem, wypychając tlen z obszaru cięcia. Metali takie jak stal nierdzewna i aluminium mają tendencję do złych reakcji w czasie podgrzewania, powodując nieprzyjemne krawędzie i problemy z przebarwieniem. Dobra wiadomość jest taka, że azot nie reaguje z tymi materiałami, ponieważ jest chemicznie obojętny, więc otrzymujemy czyste cięcia wolne od tlenków. Na przykład cięcie stali nierdzewnej. Różnica między użyciem azotu a zwykłymi technikami wspomaganymi tlenem może rzeczywiście zmniejszyć chropota powierzchni o około 25%. Jest to bardzo ważne w branżach, w których części muszą być gotowe do spawania od razu lub gdy wygląd ma znaczenie w przypadku produktów konsumpcyjnych i elementów architektonicznych.

Jak gaz obojętny zapewnia czysty, wysokiej jakości cięcia w produkcji metalu

Azot nie tylko zapobiega utlenianiu podczas cięcia. Pomaga to ochłodzić obszar cięcia, co zmniejsza wypaczenie spowodowane ciepłem i utrzymuje prawidłowe skupienie wiązki laserowej. Co się z tym stało? Czyste cięcia z mniejszą ilością pozostałych materiałów, szczególnie widoczne podczas pracy z arkuszami o grubości mniejszej niż około 10 mm. Warto wspomnieć o kolejnej korzyści, jaką niesie z siebie azot, który usuwa śmieci z drogi promieniowania laserowego. Dzięki temu wiązka pozostaje mocna i stabilna przez cały proces. Dla sklepów zajmujących się ściśle określonymi specyfikacjami, jest to bardzo ważne, ponieważ pozwala im zachować te bardzo rygorystyczne wymagania tolerancji + lub minus 0,1 mm, które wymagają obecnie wiele precyzyjnych części.

Kluczowe parametry wpływające na natężenie przepływu azotu i ciśnienie

Średnica dyszy i natężenie przepływu gazu: ich wpływ na wydajność cięcia

Raysoar podsumowuje tabelę odpowiadającą średnicy dyszy i natężeniu przepływu na podstawie wytwarzania 99,99% azotu przez produkty z serii BCP:

W przypadku cięcia łagodnej stali lub stopów aluminium, Raysoar dostarcza następujące odniesienie:

Wyważanie natężenia przepływu i ciśnienia dla stałej wydajności cięcia laserowego

Równowaga jest zilustrowana przez laserowy cięcie włókna o mocy 6 kW ze stali nierdzewnej o wymiarze 5 mm:

• W przypadku urządzeń o napędzie silnikowym większym niż 50 W 0,3 mm utleniania krawędzi, 12% wolniejsza szybkość podawania
• Optymalizowane (14 bar): Rogi lustrzane, prędkość cięcia 8,5 m/min
• W przypadku urządzeń o napędzie elektrycznym: 15% odpadów gazowych, trzykrotnie większe zużycie dyszy

Regulatory ciśnienia w czasie rzeczywistym utrzymują odchylenie ±0,7 bara, zwiększając wydajność materiału o 9% w środowiskach produkcyjnych o wysokiej mieszance.

Określenie wymogów czystości azotu dla różnych zastosowań

Różne materiały potrzebują różnej czystości azotu. W przypadku stali nierdzewnej i maszyn o wysokiej precyzji, czystość 99,99% lub wyższa jest niezbędna do zapewnienia jasnego i czystego cięcia. Jednakże w przypadku łagodnej stali i stopów aluminium zaleca się niższą czystość w zakresie od 90% do 98% dla lepszego cięcia bez brudu w porównaniu z cięciem na powietrzu lub przecięciem tlenowym i ciekłym azotem. Dzięki mniejszemu zużyciu azotu i wytwarzaniu gazu wspomagającego w miejscu, koszty produkcji zmniejszają się nawet o 70%. Produkty z serii FCP firmy Raysoar® pokazują zalety wytwarzania gazu mieszanego do zastosowań w zakresie cięcia stali węglowej/ stali łagodnej/ stopów aluminium.

Układ wytwarzania azotu w miejscu pracy do operacji cięcia laserowego

Zastosowanie mocy wytwarzania azotu do zapotrzebowania na maszyny laserowe

Skuteczne rozmiarowanie systemu wymaga oceny maksymalnej przepływu (zwykle 2550 m3/h na laser), wymaganej czystości (≥99,995% dla delikatnych stopów) i wzorców operacyjnych. Nowoczesne systemy na miejscu obniżają koszty gazu o 50-90% w porównaniu z ciekłym azotem, gdy są one mierzone na podstawie danych o rzeczywistym zużyciu maszyny i w zależności od kosztów energii elektrycznej oraz ciekłego azotu lub kosztów gazu w butelkach w róż

Rachunkowość liczby maszyn laserowych i wzorców czasu pracy

Systemy wytwarzania azotu w miejscu pracy zapewniają funkcję pracy wielu maszyn. Wykorzystuje się odpowiedni model obliczając przepływ zużycia azotu, co oznacza, że zestawy gazowe z napędem promieniowym znajdujące się w zakładzie wytwarzającym azot mogą dostarczać gaz wspomagający jednocześnie do 2-4 maszyn w zakładzie.

Badanie przypadku: Obliczenie zapotrzebowania na azot dla 2-Wersja metalowa

Niewielkie urządzenie zastąpiło gaz cylindrowy, uruchamiając BCP40 do cięcia głównie stali nierdzewnej:

• Monitoring przepływu azotu w czasie rzeczywistym potrzebny dla dwóch maszyn: 3kw cięcia rur i 4kw cięcia płaskich;
• W przypadku urządzeń do cięcia rury, które są stosowane w przypadku urządzeń do cięcia rury, należy zastosować wzorce S2.0 dla obu maszyn jednocześnie, ponieważ urządzenie do cięcia rur zużywa mniej azotu w porównaniu z płaską obróbką.
• W przypadku cięcia innych materiałów, takich jak stali miękkiej o grubości 3 mm, potrzebna jest niższa czystość, co oznacza, że wystarczający przepływ azotu jest zapewniony poprzez przejście na tryb stali węglowej.

Często Zadawane Pytania (FAQ)

Dlaczego azot jest używany w cięciu laserowym?

Azot jest używany w cięciu laserowym w celu zapobiegania utlenianiu i przebarwieniu, zapewniając czyste i wysokiej jakości cięcia metali, takich jak stal nierdzewna.

Jak azot wpływa na jakość cięcia laserowego?

Azot chłodzi obszar cięcia, zmniejsza wypaczenie i zapewnia skupienie wiązki laserowej, co prowadzi do czystszych cięć z precyzyjnym tolerancją.

Jakie czynniki decydują o zużyciu azotu w cięciu laserowym?

Rodzaj i grubość materiału, średnica dyszy i geometria dyszy są kluczowymi czynnikami wpływającymi na zużycie azotu.

Jaka jest wymagana czystość azotu do cięcia laserowego?

Zazwyczaj potrzebna jest czystość azotu 99,99% lub wyższa, aby zapewnić wysokiej jakości, wolne od utleniania cięcia dla stali nierdzewnej. Jednakże niższa czystość od 90 do 98% ma zastosowanie również do tych materiałów, takich jak łagodna stal i stop aluminium. W rzeczywistości czystość wymagana do cięcia laserowego zależy od wymogów klienta, równoważąc koszty i wydajność.