Ang paggamit ng hangin bilang gas na pang-aliwan sa laser cutting.

Sa pang-araw-araw na produksyon ng laser cutting, ang pagpili ng gas na tumutulong ay bihira nang isang simpleng tanong na may iisang sagot. Ang pagsunog ng oksiheno ay nagpapalaya ng init, na kung saan ay nagpapahusay nang malaki ng kakayahang mag-cut at may malakas na kapasidad para sa pag-cut ng makapal na plato—lalo na ang karbon na bakal na may kapal na higit sa 6 mm. Ito ang pangunahing proseso para sa laser cutting ng makapal na karbon na bakal gamit ang katamtamang hanggang mababang kapangyarihan. Ang bilis ng pag-cut ay katamtaman at matatag, na lumalampas sa bilis ng pag-cut na gumagamit ng nitrogen sa saklaw ng kapangyarihang ito, habang pinapanatili ang mga heat-affected zone na kontrolado. Hindi inirerekomenda ang pag-cut na gumagamit ng oksiheno para sa manipis na plato ng karbon na bakal, stainless steel, aluminum alloy, mga bahagi na nangangailangan ng direktang spray/welding/electroplating, o mga presisyong bahagi.

Ang purong nitrogen ay nagbibigay ng maliwanag, puti-na-salamin na kumpletong pagkakabuo, ngunit ang gastos sa gas lamang ay maaaring magpabulong sa financial controller. Ang compressed air—ang gas na pinakakaunti nating tinuturing na "gas"—ay tahimik na naging sandata para sa pag-impok ng gastos sa lalong maraming sheet metal shop. Ang halaga nito ay halos zero. Kapag ginamit nang tama, ito ay direktang nagdudulot ng tubo; kapag ginamit nang mali, ito ay nagdudulot ng basura at pagkaantala.

Ang pamamaraan ng paggawa ng Paggupit na Tinalaga ng Compressed Air

Ang lohika ng paggupit gamit ang compressed air ay lubos na iba sa lohika ng paggupit gamit ang oxygen o nitrogen. Ang paggupit gamit ang oxygen ay umaasa sa dagdag na init na ibinibigay ng reaksyon ng pagsusunog ng bakal at oxygen. Ang paggupit gamit ang nitrogen ay ganap na pisikal na pag-eject ng natunaw na metal na kasama ang inert na gas shielding. Ang compressed air, sa esensya, ay isang mataas na presyur, malinis na agos ng hangin na inilalabas sa supersonic na bilis mula sa nozzle, na kumpleto sa tatlong gawain: pagpapalayo ng natunaw na metal, pagpapalamig sa kerf, at—dahil mayroon itong humigit-kumulang 21% na oxygen—pagbibigay ng napakabagal na reaksyon ng oxidation bilang karagdagang pampalakas.

May isang pisikal na pagkakaiba dito na madaling hindi mapansin: ang densidad at kapasidad ng init ng hangin ay iba sa dalisay na nitrogen. Sa parehong presyon, ang epekto ng pagpapalamig ng hangin ay bahagyang mas mahina kaysa sa nitrogen, dahil ang pagkakaroon ng oksiheno ay bahagyang binabago ang mga katangian ng termodinamika ng daloy ng gas. Ito ay nagreresulta sa bahagyang mas malaking heat-affected zone (sikat na lugar na naapektuhan ng init) kapag ginagamit ang hangin sa pagputol. Gayunpaman, ang kalamangan nito ay para sa mga manipis na sheet, sapat ang lakas ng daloy ng hangin upang tanggalin nang malinis ang tinunaw na slag nang walang kailangang karagdagang reaksyon na kimikal.

Kaya naman, ang pangunahing kalikasan ng pagputol gamit ang hangin ay purong pisikal na pag-alis + bahagyang oksidasyon. Hindi ito umaasa sa pagsusunog ng oksiheno para sa bilis, ni hindi rin ito ganap na naghihiwalay sa gilid ng putol mula sa oksiheno tulad ng ginagawa ng nitrogen. Ito ang tumutukoy sa mga katangian ng kerf (gulugod o puwang ng putol) nito at sa mga hangganan ng kanyang aplikasyon.

Mga Sitwasyon na Maaaring Gamitin at ang Pagkakabali sa Gastos

Ang pagputol gamit ang hangin ay hindi isang solusyon na angkop sa lahat, ngunit sa tamang presyo, kakayanin nitong gawin ang malaking bahagi ng trabaho.

Gamit ang carbon steel bilang halimbawa, ang pinakamalaking kapal ng plato na maaaring maisagawa sa pamamagitan ng air cutting ay direktang proporsyonal sa lakas ng laser. Sa ilalim ng parehong mga kondisyon sa yunit (sa kW at mm), ang mga halaga ay halos magkakapareho: ang isang sistema na 6 kW ay nakakamit ang pinakamalaking kapal na maaaring i-cut gamit ang hangin na 6 mm, habang ang isang sistema na 20 kW ay nakakamit ang 20 mm.

Para sa mga bahagi na nangangailangan ng susunod na pag-weld, pagpipinta, o paggamit bilang mga struktural na komponente, ang pelikulang ito ng oksido ay lubos na sumasapat sa mga kinakailangan. Kapag ang kapal nito ay lumampas sa 50% ng pinakamataas na kapal para sa carbon steel, ang pagputol gamit ang hangin (air cutting) ay nananatiling posible na may mas mataas na bilis kumpara sa oxy-cutting; gayunpaman, ang layer ng oksido sa gilid ng putol ay nagiging mas makapal, at ang mga nakikitaang burr ay madaling nabubuo kasalong kontur ng putol—mas makapal ang plato, mas mataas ang taas ng burr. Samakatuwid, ang air cutting ay nag-aalok ng malinaw na mga pakinabang sa kalidad, kahusayan, at kabisaan sa gastos para sa mga manipis na plato ng carbon steel. Para sa mga makapal na plato tulad ng panloob na suporta, base frame, o reinforcement ribs (na hindi nangangailangan ng anumang post-processing), ang air cutting ang pinakamatipid na opsyon.

Mayroon ding stainless steel at aluminum alloys. Sa stainless steel, ang air cutting ay nagdudulot ng itim na gilid ng putol at angkop lamang para sa mga aplikasyon na walang kinakailangan sa surface finish.

Ang laser cutting ng mga alloy ng aluminum gamit ang hangin bilang auxiliary gas ay nagdudulot ng mas kaunting burrs at mas mababang adhesyon ng slag kumpara sa nitrogen, bagaman hindi ito nakakamit ang "zero burrs." Upang makamit ang halos zero burrs at alisin ang oxidation, inirerekomenda ang paggamit ng halo ng nitrogen at oxygen (maliit na bahagdan ng oxygen na pinagsama sa nitrogen), na nagpapabalance sa "pinakamaliit na burrs mula sa hangin" at sa "epekto ng nitrogen na walang oxidation," na nagreresulta sa napakalinang burrs na angkop para sa direktang welding.

Hindi maipagtatanggol ang cost advantage ng air cutting. Para sa isang karaniwang high-power laser cutting system na gumagana nang patuloy, ang paggamit ng purong nitrogen bilang assist gas ay maaaring magdulot ng malaking gas consumption — ang isang high-pressure cylinder ay maaaring tumagal lamang ng ilang minuto sa ilalim ng full load, at ang buwanang gastusin sa gas ay maaaring madaling abot sa isang malaking bahagi ng operating costs. Ang paglipat sa liquid nitrogen ay nagpapababa ng unit cost ngunit kasama pa rin ang logistics at storage losses.

Sa kabaligtaran, ang gastos sa naka-compress na hangin ay kasama lamang ang kuryente na ginagamit para sa operasyon ng compressor at ang mga gastos sa pagpapanatili. Kapag pumipili ng screw compressor na may angkop na output ng kapangyarihan (hindi kinakailangan ang pinakamalaki), nananatiling lubhang ekonomikal ang oras-oras na gastos sa kuryente.

Tatlong Mahahalagang Parameter na Nagtatakda sa Kalidad ng Pagputol gamit ang Hangin

Kapag gumagamit ng naka-compress na hangin, ang pinakamalaking takot sa shop floor ay hindi ang mabagal na bilis kundi ang kawalan ng pagkakapare-pareho. Kahapon ay perpekto ang mga putol; ngayon, puno ng mga burr at itim na stain. Saan ang ugat ng problema? Apat na parameter ang hindi kontrolado.

1. Kestabilidad ng Presyon ng Hangin

Sa panahon ng pagputol, kung ang presyon ng gas ay mag-fluctuate ng higit sa 0.5 bar, ang hiwa ay agad na magpapakita ng mga striation at nakadikit na dross. Ito ay hindi problema sa nozzle—ito ay isang problema sa suplay ng gas. Sa mga pabrika, karaniwan ang pagbaba ng presyon kapag maraming makina ang sabay na nagsisimulang tumunaw. Ang solusyon ay hindi ang pagtaas ng output pressure ng compressor hanggang sa maximum, kundi ang pag-install ng sapat na laki ng air receiver tank (karaniwang may sukat na 20%–30% ng output ng compressor sa m³) at tiyaking kontrolado ang pressure losses sa mga tubo.

2. Pagtugma ng Daloy

Ang konsumo ng gas para sa air cutting ay nakasalalay sa diameter ng nozzle at sa presyon ng cutting gas. Ang isang paunang pagtataya ay nagpapakita na ang paggamit ng nozzle na may diameter na 3.0 mm at presyon na 10 bar ay nagreresulta sa rate ng konsumo na 40 m³/h bawat yunit; kapag tatlong yunit ang gumagana nang sabay-sabay, ang kabuuang konsumo ng gas ay umabot sa 120 m³/h—na eksaktong katumbas ng full-load operating capacity ng Modelo na PAB30 (120 m³/h). Ang pagkakabit ng maraming yunit na may mga kompresor na sobrang maliit ay limitado talaga ang kakayahan ng ilong na maghatid ng gas, na nagreresulta sa kalidad ng pagputol na nasa ibaba ng pamantayan.

3. Kontrol ng Dew Point

Dito kung saan kadalasang nangyayari ang mga kabiguan. Mainit, basa, at may langis ang nakalalabas na hangin mula sa kompresor. Kung papasok ito nang direkta sa ulo ng pagputol, ang tubig na alikabok ay magkakondensada sa protektibong lens. Kapag hinampas ng sinag ng laser, agad na mag-uulap at susunog ang lens. Kaya, dapat panatilihin ang pressure dew point sa 3°C o mas mababa pa, at ang pinakamainam ay -20°C o kahit mas mababa pa. Ibig sabihin, dapat sundin ang air compressor ng isang refrigerated dryer at precision filters, at sa mga lugar na mataas ang kahalumigmigan, kinakailangan ang desiccant dryer. Kaya, dapat panatilihin ang pressure dew point sa 3°C o mas mababa pa, at ang pinakamainam ay -20°C o kahit mas mababa pa.

Kinakailangan nitong ikabit ang isang refrigerated dryer at precision filter matapos ang air compressor; sa mga lugar na mataas ang kahalumigmigan, dapat i-install ang refrigerated dryer na may mas mataas na daloy upang mapanatili ang istable na antas ng dew point.

4. Pangangasiwa sa nilalaman ng langis

Ang lubricating oil sa mga screw compressor ay kumuha ng bahagi sa proseso ng compression, na nagreresulta sa nilalaman ng langis na 1–5 ppm sa exhaled gas. Ang mas mataas na antas ng langis ay nakakasagabal sa pagganap ng laser cutting, nagpapataas ng panganib na masunog ang lens, at nagpapataas ng mga panganib sa kaligtasan; ang laser cutting ay nangangailangan ng nilalaman ng langis na ≤0.01–0.03 mg/m³ (≈0.01–0.03 ppm), na ideal na ≤0.001 ppm o direktang paggamit ng oil-free equipment. Upang matiyak ang kahusayan at katatagan sa ekonomiya kapag ginagamit ang mga screw compressor para sa laser cutting, isang four-stage precision filtration system ang dapat i-install: C/T/A activated carbon upang unti-unting alisin ang tubig, mga particle, at oil mist. Dapat gamitin ang isang refrigerated dryer na may pressure dew point na ≤−20°C upang mabawasan ang oil emulsification.
Ibuhos araw-araw, palitan ang filter element bawat tatlong buwan, at linisin ang mga pipeline bawat taon.
Mahabang panahon na matatag (inirerekomenda) na oil-free air compressor: Nilalaman ng langis = 0, na naglulutas sa problema sa pinagmulan nito; angkop para sa mga high-power na yunit (6 kW at pataas) na mass production, tulad ng PAP series ng ganap na oil-free air compressor mula sa Raysoar.

Karakteristikong Kerf at Kaugnay na Pagtanggap

Ang gilid ng carbon steel na naputol gamit ang hangin ay may kulay dilaw-na-gintong mapapait o kayumanggi na magaan. Ang pakiramdam nito ay makinis kapag hinawakan, ngunit sa malapit na pagtingin, may manipis at makapal na oxide film. Hindi ito ang rugad na itim na scale mula sa puro oxygen cutting, ni hindi rin ang maliwanag na puti ng puro nitrogen.

Maaari bang gamitin nang direkta? Ito ay nakasalalay sa sumunod na proseso. Kung ang bahagi ay puputulin para sa powder coating, pintura, o welding, ang oxide film na ito ay nagbibigay ng mabuting adhesion at maaaring iwasan ang pre-weld grinding. Ngunit kung ang technical drawing ng kliyente ay nagsasaad ng "exposed surface, no post-treatment," huwag gamitin ang air cutting—ilipat sa mixed gas o puro nitrogen. Samakatuwid, ang halaga ng air cutting ay hindi nasa "mukhang maganda" kundi sa "sapat na maganda at murang presyo."

Ang Suportadong Lohika ng Air Compressor at Post-Treatment System

Sa puntong ito, isang mahalagang konklusyon ang lumilitaw: Ang air cutting ay hindi lamang ang pagpapakonekta ng isang tubo sa isang air compressor; ito ay isang sistema. Ang sistemang ito ay kailangang kasama ang sumusunod, kahit na papaano:

screw air compressor → air receiver tank → refrigerated dryer → tatlong yugtang precision filters → piping → cutting head.

Ang refrigerated dryer kasama ang precision filtration ay isang sapilitang kinakailangan, hindi opsyon. Kung wala ang mga ito, papasok ang halo ng langis at tubig sa beam path, na susunog muna ang protektibong lens, at pagkatapos ay ang focusing lens. Ang gastos para sa isang ganitong pagkukumpuni ay maaaring pambili ng isang dryer sa maraming taon. Kung ang ambient humidity ay palaging lumalampas sa 70%, ang refrigerated dryer lamang ay hindi kayang bawasan ang dew point hanggang sa -20°C. Dapat idagdag ang isang adsorption dryer (desiccant dryer) upang mapababa ang dew point sa -40°C o kahit pa sa mas mababa pa.

Ang suporta na Raysoar nagsisimula ang pagbibigay ng solusyon dito: hindi lamang ang pagbebenta ng isang air compressor, kundi batay sa iyong laser power, uri ng plate material, kahalumigan sa workshop, at bilang ng mga makina na tumatakbo nang sabay-sabay, tinitiyak namin ang buong package—ang modelo ng compressor, ang dami ng receiver tank, ang solusyon para sa pagpapahangin (drying solution), at ang konpigurasyon ng filtration—kasama ang buong set ng mga template ng parameter. Ikaw ang mag-i-install ayon sa plano, ikaw ang magse-set ng mga parameter, at ang mga variable sa gas circuit ay maaaring i-lock.

Buod sa isang pangungusap: Ang air cutting ay ang pinaka-kulang na binibigyang-pansin na proseso para makatipid sa gastos sa laser processing, ngunit ang mga kinakailangan nito sa kalinisan at katatagan ng gas circuit ay walang kamatayang mahigpit kumpara sa nitrogen cutting. Kontrolin ang apat na parameter—pressure, flow, dew point, oil content, at ang hangin ay nagiging kita. Kapag nawala ang kontrol, ang hangin ay nangangahulugan ng problema.