Как Лазерная резка Принцип работы систем смешивания газов

Эволюция лазерной резки: от однокомпонентного газа к многокомпонентным газовым смесям Вспомогательные газы От однокомпонентного газа к многокомпонентным газовым смесям

Выбор вспомогательного газа для традиционной лазерной резки полностью зависит от опыта оператора. Основным критерием является выбор одного газа с учётом свойств обрабатываемого материала, его толщины и требований к резке. Наиболее распространённые варианты:

1. Кислород (O₂): Используется преимущественно при резке углеродистой стали в качестве окисляющего газа для снижения энергопотребления, облегчения плавления металла и удаления расплавленного шлака. Однако он обеспечивает более низкую скорость резки, способствует образованию оксидных плёнок на поверхности реза и имеет ограниченную вертикальность, что делает его менее пригодным для обработки углеродистой стали средней и большой толщины с применением лазеров высокой мощности.

2. Азот (N₂): В основном используется для резки таких материалов, как нержавеющая сталь и алюминиевые сплавы. Будучи инертным газом, азот изолирует поверхность реза от воздуха, предотвращая окисление и обеспечивая яркую и чистую поверхность реза без необходимости последующей шлифовки. Однако расход азота высок, что приводит к существенному росту затрат.

3. Воздух: Самый дешёвый вспомогательный газ, подаваемый непосредственно от воздушного компрессора; подходит для простых операций резки, например, низкоуглеродистой стали и алюминиевых листов. Однако воздух содержит кислород, влагу и примеси, что может вызывать окисление и коррозию поверхности реза, а также снижать точность резки. Поэтому он применим только в сценариях черновой обработки.

Для крупномасштабной обработки углеродистой стали появилась революционная технология резки: режим резки смешанным газом.

Модернизация до лазерной системы смешанных газов является одной из наиболее стратегических трансформаций для перерабатывающих предприятий, занимающихся резкой листового углеродистого проката в крупном масштабе. Эта система полностью устраняет недостатки резки с помощью кислорода (низкая скорость резки), азота (высокая стоимость) и воздуха (низкое качество реза и риск загрязнения оборудования). Последовательно устраняя эти ограничения, связанные с вспомогательными газами, она обеспечивает превосходное качество поверхности реза, более высокую производительность и рост рентабельности.

Два основных технических подхода к системе подачи газа в процессах лазерного смешивания и резки

Система лазерного смешивания газов и резки использует два метода реализации с одинаковой целью: стабильная подача точно смешанного газа для обеспечения постоянного давления выходного потока газовой смеси заданной чистоты даже при динамических условиях расхода.

1. Режим распределения газа на месте: электронный контроль массового расхода (MFC)

Для этого процесса требуется внешняя подача азота и кислорода, которые затем смешиваются в азотно-кислородную смесь заданной чистоты при поступлении в оборудование. Для управления этим процессом мы применили решения класса прецизионных приборов из области распределения газов.

Система напрямую измеряет массовый расход газа с помощью контроллера массового расхода с исключительной точностью, как правило, в миллисекундном диапазоне. Система демонстрирует быстрый отклик на изменяющиеся требования к расходу газа со стороны резаков, что делает её предпочтительным выбором для промышленных применений, требующих высокой повторяемости и повышенной надёжности.

Ключевая технология газовой системы Raysoar Fine Cutting Spirit для лазерной резки высокой мощности (12 кВт–120 кВт) заключается в способности обеспечивать стабильную подачу газовых смесей высокой чистоты для обработки таких материалов, как углеродистая сталь, оцинкованные листы и алюминиевые сплавы.

2. Режим генерации газа на месте: более экономичный и надёжный способ подачи газа

Это экологичное решение, обладающее более высокой экономической эффективностью в практическом применении.

Весь процесс включает самостоятельное производство газа и смешивание газов без подачи внешнего газа (азота или кислорода). Непосредственное производство смеси газов на объекте заказчика полностью устраняет проблемы, связанные с транспортировкой, управлением и отходами газовых баллонов при традиционных моделях, обеспечивая тем самым:

● Значительное снижение углеродного следа

● Снижение логистических и трудозатрат

● Предотвращение потерь азота, повышение эффективности использования ресурсов, а также обеспечение стабильной и надёжной работы — что делает решение подходящим для сценариев, требующих простоты и непрерывной эксплуатации.

Анализ основной структуры системы распределения газа на месте

Хотя автоматическое распределение газа может выглядеть как «чёрный ящик», на самом деле оно основано на согласованной работе нескольких специализированных компонентов:

● Цифровой контроллер («мозг»)

Введите требуемое соотношение в интерфейсе, например, 5 % кислорода + 95 % азота. Контроллер непрерывно выдаёт команды для обеспечения точного соблюдения заданного соотношения.

● Контроллер массового расхода (MFC, основной исполнительный элемент)

Оснащён датчиком расхода и обеспечивает сверхвысокую точность и сверхбыстрый отклик для измерения и регулировки расхода в реальном времени с автоматической компенсацией колебаний давления на входе.

● M ixed C смешивание

Здесь различные газы тщательно смешиваются для получения однородной и стабильной газовой смеси.

● Газоанализатор (опционально, высокой точности)

Осуществляется пробоотбор смешанных газов в реальном времени для независимой проверки точности заданного соотношения компонентов.

● Система контроля давления и аварийной сигнализации

Осуществляется непрерывный контроль давления; при слишком низком или слишком высоком давлении автоматически подаётся сигнал тревоги или выполняется аварийное отключение для защиты лазерной головки и обеспечения безопасности.

● Ключевая особенность конструкции: функция стабилизации напряжения обходным путём

Во время перфорации или холостых циклов потребность в газе снижается. Обходной контур поддерживает циркуляцию газа на минимальном расходе, обеспечивая стабильность давления, предотвращая скачки давления и гарантируя точную подачу газа в требуемом соотношении в момент начала последующего резания.

Формула С хранение и Я вызов: одним нажатием кнопки P точная G aS A настройка

Каким образом такое высокоточное оборудование может избежать многократного ввода параметров для каждого заказа?

Ответ: сохранение формул и их вызов одним нажатием кнопки значительно повышают эффективность.
Цифровой контроллер выполняет функции интегрированного технологического руководства: заранее сохраняются типовые операции, например «высокоскоростная резка толстых листов низкоуглеродистой стали (более 16 мм)» с предустановленными параметрами — соотношениями материалов, расходами газа и настройками давления.

В процессе производства оператору достаточно выбрать соответствующую формулу, после чего система автоматически и точно устанавливает все параметры без необходимости приблизительных оценок или ручной тонкой настройки.

Продвинутая функция обеспечивает глубокую интеграцию с лазерными станками с ЧПУ: система автоматически считывает свойства материала и его толщину из программы резки, генерирует команды распределения газа и реализует «газораспределение по шаблону», обеспечивая максимальную точность без вмешательства оператора. (Совместимо с отдельными системами BOCHU.) Другая скрытая ценность заключается в прослеживаемости данных.

Система автоматически фиксирует долю, расход, давление и время подачи газа для каждой партии, что упрощает обеспечение прослеживаемости качества и оптимизацию технологического процесса, позволяя дополнительно сократить расход газа и снизить затраты без ущерба для качества.

Ценностное предложение Raysoar: выход за рамки  продажи оборудования — предоставление комплексных решений «под ключ»

Мы часто наблюдаем, что заводы приобретают высокотехнологичное оборудование, однако не достигают желаемых результатов из-за недостаточно продуманного выбора и интеграции.
Поэтому Raysoar отказывается быть просто «поставщиком оборудования» и вместо этого предлагает вам персонализированные комплексные решения «под ключ».

• Точность выбора

На основе мощности лазера, обрабатываемого материала и схемы согласования выходных параметров:

1. Экономичная высококачественная серийная резка углеродистой стали мощностью 6 кВт–60 кВт: рекомендуется Серия FCP ；

2. Высококачественная резка нержавеющей стали/алюминия с зеркальным финишем: рекомендуется BCP Серия ；

3. Серийное прецизионное производство из нержавеющей стали, углеродистой стали и алюминиевых сплавов мощностью 3 кВт–6 кВт: рекомендуется Серия FCS ；

4. Защитный газ для сварки: мини-генератор азота Сварочный помощник , обеспечивающий получение азота высокой чистоты (99,99 %) при потреблении всего 0,2 кВт. Обеспечивает стабильное давление и расход газа для удовлетворения требований ручного сварочного оборудования мощностью от 800 Вт до 3000 Вт.

• С eamless Я интеграция

Путём комплексного проектирования местных источников газа, трубопроводов и лазерного оборудования достигается бесшовная интеграция систем подачи газа, сигнализации и управления.

• Постоянная калибровка и техническое обслуживание

При длительной эксплуатации расходомеров массового типа возможно возникновение дрейфа показаний. Мы проводим регулярную калибровку для восстановления заводской точности, обеспечивая неизменность соотношения смеси кислорода (2 %) как в прошлом году, так и в текущем, что гарантирует долгосрочную стабильность и защищает инвестиции в оборудование.

Сделайте точное газовое смешивание своей конкурентной «скрытой защитой»

В бизнесе лазерной резки конкуренция чрезвычайно высока. У всех есть мощные лазеры. У всех есть квалифицированные операторы. Маржа сжимается при выполнении стандартных заказов. Так где же искать своё конкурентное преимущество? Часто оно заключается в деталях, на которые конкуренты не обращают внимания. Точное газовое смешивание — одна из таких «скрытых защит».

Завод, который последовательно достигает более тонких поперечных сечений углеродистой стали, повышает производственную скорость на единицу продукции на несколько секунд и обеспечивает почти нулевой уровень остатков шлака, неизбежно получит больше заказов и удержит большее число клиентов.

Они достигают этого не за счет покупки более дорогого лазера, а путем освоения всего процесса, связанного с его использованием. Они понимают, что газ — это не просто расходный материал; он представляет собой инструмент высокой точности. Благодаря полному контролю над этим инструментом с помощью автоматизированной системы они создают конкурентное преимущество, которое трудно скопировать другим. Его нельзя увидеть в брошюре, но оно совершенно очевидно в качестве их продукции, производительности и рентабельности.

На сегодняшнем жёстко конкурентном рынке лазерной резки способность точно контролировать каждый кубический метр газа может определить, кто окажется впереди в постоянном компромиссе между качеством, скоростью и стоимостью. Именно эта точность даёт вам преимущество.

Это и есть ров. Это стабильный, воспроизводимый и оптимизированный процесс, позволяющий достичь качества и скорости, которых другим добиться крайне сложно. Он превращает вашу систему подачи газа из статьи затрат в стратегический актив.

Готовы создать собственный скрытый ров? Давайте обсудим. Свяжитесь с одним из Raysoar инженеров по применению. Расскажите нам о вашем цехе, ваших лазерах и работе, которую вы хотите получить. Мы внимательно выслушаем вас, а затем применим нашу экспертизу в ваших интересах. Мы можем организовать бесплатную диагностику процесса прямо на вашем производственном участке или даже удалённо, чтобы оценить, как точное газовое смешивание может вывести ваше производство на новый уровень. Перейдите на Raysoar сайт компании, свяжитесь с нами и начнём диалог. Будущее вашей резки уже ждёт вас.