Applicazioni dei gas da taglio laser in metallo
I metalli più comunemente tagliati usando laser sono alluminio, acciai inossidabili, acciai e titanio. Ciascuno di questi metalli reagisce in modo diverso alla chimica del gas di assistenza.
Una ripartizione per gas e metallo aiuterà a chiarire veramente la tua comprensione della chimica e del processo e a migliorare i tuoi profitti.
Air assist
L'aria utilizzata per tagliare qualsiasi metallo deve avere una purezza minima. Certo, l'aria è una miscela di ossigeno e azoto. Nei negozi, è spesso prodotto utilizzando un compressore d'aria. L'aria compressa contiene acqua e olio in eccesso che possono sporcare le lenti di messa a fuoco.
Questa contaminazione limita la quantità di energia che passa attraverso l'obiettivo, il che contribuisce al surriscaldamento e alla rottura della lente . L'aria compressa non trattata farà sì che ciò avvenga entro pochi minuti o fino a qualche ora, a seconda della stagione, della posizione dell'impianto e del sistema di aria compressa.
Un trattamento minimo potrebbe comportare l'installazione di un essiccatore a refrigerazione per ridurre il contenuto di acqua e olio nell'aria.
Il contenuto di acqua scenderà da un limite massimo di 20.000 parti per milione (ppm) a 2.000 ppm. L'olio, comunemente chiamato idrocarburo totale o THC, dovrebbe essere inferiore a 2 ppm. L'uso di un essiccatore d'aria ridurrà ulteriormente il contenuto d'acqua a meno di un punto di rugiada in pressione di -40ºF (PDP) o meno di 100 ppm di acqua. Il sistema più comunemente usato è un D-13.
Gli utenti dovrebbero evitare essiccatori d'aria con essiccante, poiché l'essiccante si scomporrà in particelle molto piccole (dimensioni micron) e contaminerà la lente di messa a fuoco, aggiungendo ai costi di sostituzione dell'obiettivo.
L'olio dovrebbe essere gestito chiedendo al tecnico del compressore d'aria di mantenere meno di 2 ppm di THC come vapore e zero gocce. È normale che le persone del servizio di compressione non siano consapevoli della necessità di un contenuto di THC molto basso nella fornitura di aria.
Anni fa era una pratica accettabile lasciare che il compressore d'aria aggiungesse olio alla linea dell'aria compressa per lubrificare alcuni utensili pneumatici. Ora che hai una fornitura di aria pulita, guarda le linee aeree. Evita il tubo nero e il tubo grigio, poiché aggiungono contaminazione all'aria appena pulita.
Come si può testare la fornitura d'aria? I negozi possono ottenere rapporti di prova sull'acqua e sul contenuto di THC dell'aria dal loro fornitore di gas o dal team di assistenza del compressore d'aria. Questo test non ti dirà se hai un problema con il particolato.
Le particelle possono e graffiano la lente di messa a fuoco e ne riducono la durata. Potrebbe essere necessario installare un filtro antiparticolato. Un filtro da 10 μm è una dimensione comune e uno ancora più piccolo aggiungerà più vita all'obiettivo di messa a fuoco.
L'aria taglia l'alluminio e alcune sezioni di acciaio più sottili. Viene spesso utilizzato per tagliare acciaio zincato. In genere, la pressione dell'aria da un compressore d'aria del negozio è limitata a circa 100-125 PSI, il che limita lo spessore di taglio. Gli acciai inossidabili hanno un cattivo taglio con l'aria, perché l'ossigeno attacca il cromo e il nichel nella lega per formare ossidi che potrebbero ridurre la resistenza alla corrosione del metallo vicino al taglio.
Il metallo più spesso può essere tagliato con una pressione dell'aria maggiore? Sì, potresti essere in grado di tagliare fogli di spessore pari a 0,080 o anche 0,125 pollici, ma la finestra operativa diventa più piccola. Dross si formerà rapidamente sulle parti, richiedendo un'operazione secondaria per pulire le parti e cancellare i profitti.
Anche i bordi inizieranno a perdere la forma quadrata, il che potrebbe aggiungere ulteriori costi indiretti al prodotto.
Infine, la successiva saldatura sul bordo tagliato con il laser potrebbe non essere adatta e la vernice potrebbe scheggiarsi, implicando un prodotto di bassa qualità.
Ossigeno contro azoto
L'ossigeno è stato utilizzato come gas di assistenza per tagliare alluminio, acciaio inossidabile e acciaio nei primi giorni in cui i laser a CO2 avevano una potenza limitata (da 1 a 1,5 kW). Oggi, i laser producono da 2 a 15 kW
con ossigeno si usa per tagliare l'acciaio di ¼ di pollice e più spesso, mentre l'azoto viene usato per tagliare l'acciaio ¼ di pollice e più sottile, e tutti gli spessori di alluminio e acciaio inossidabile.
Quando l'ossigeno viene usato come gas assistito dal laser, forma una scala, o una superficie di flakey nera, sulla faccia del taglio. Questa scala è in ossido di ferro e deve essere rimossa prima di saldare o dipingere.
Rimozione significa aggiungere manodopera, movimentazione, strumenti e spese abrasive al costo del prodotto. Il laser medio in questi giorni ha una potenza di 4 kW e, su acciaio 1/8-in. e più sottile, l'azoto assist gas fornisce una velocità di taglio più veloce dell'ossigeno ed elimina il lavoro indiretto necessario per la pulizia dei bordi.
I responsabili dei negozi devono confrontare il costo del gas assistito rispetto al costo del lavoro indiretto nelle loro operazioni di taglio laser, tenendo presente i requisiti di produzione.
Una spesa per il gas di assistenza oraria più bassa non significa automaticamente che il costo per realizzare un prodotto è inferiore. I manager dovrebbero rivedere tutti i fattori per rendere i loro prodotti competitivi sul prezzo e massimizzare i margini di profitto, ma una regola generale usando l'esempio del laser 4kW è: quando l'acciaio è più spesso di ¼ di pollice, l'ossigeno è il gas preferito a causa della velocità e dei sovraccarichi spese.
Taglio acciaio 3/16-in. lo spessore non è influenzato dal sovraccarico dell'impianto tanto quanto dal lavoro, dagli strumenti e dagli abrasivi necessari per preparare le parti per la verniciatura o la saldatura. Taglio 3/8-in. l'acciaio spesso a velocità molto basse con azoto aggiunge $ 26 all'ora alla spesa del gas e triplica il tempo necessario per tagliare le parti. I gestori degli impianti devono destreggiarsi tra costi di manodopera, spese di gas e spese generali per determinare il gas di assistenza adeguato per l'applicazione.
I suddetti costi del gas si basano sull'uso di azoto liquido. Ma per quanto riguarda la generazione di azoto? Potrebbe essere un'opzione praticabile per te e verrà esaminata più dettagliatamente in un prossimo futuro
articolo, ma ecco alcune delle basi. L'azoto dovrebbe essere usato per tagliare l'acciaio 3/16-in. spesso e più sottile. La pressione non deve essere di 400 PSIG; può essere più basso La generazione di azoto funzionerà a condizione che il contenuto di ossigeno nel gas non sviluppi la scala dell'ossido di ferro sulla superficie del taglio. L'azoto generato costa meno dell'azoto liquido perché non vi è alcuna spesa energetica per consegnare il prodotto.
