Aplicacions de gasos de tall per làser metàl·lic
Els metalls més utilitzats mitjançant làsers són alumini, acers inoxidables, acers i titani. Cadascun d'aquests metalls reacciona de manera diferent a la química del gas d'assistència.
Un desglossament per gas i metall ajudarà a aclarir veritablement la vostra comprensió de la química i el procés i millorar els vostres guanys.
Assistència aèria
L'aire que s'utilitza per tallar qualsevol metall ha de tenir una puresa mínima. Per descomptat, l'aire és una barreja d'oxigen i nitrogen. A les botigues, es produeix amb freqüència amb un compressor d'aire. L'aire comprimit té aigua i oli excessius que poden emmalaltir una lent de focus.
Aquesta contaminació limita la quantitat d'energia que passa a través de la lent, la qual cosa contribueix a un sobreescalfament i trencament de la lent . L'aire comprimit sense tractar provocarà que això passi en pocs minuts o fins a unes hores, depenent de la temporada, la ubicació de la planta i el sistema d'aire comprimit.
Un tractament mínim podria implicar la instal·lació d'un assecador d'aire de refrigeració per reduir el contingut d'aigua i oli de l'aire.
El contingut d'aigua baixarà d'un límit elevat de 20.000 parts per milió (ppm) a 2.000 ppm. L'oli, comunament anomenat hidrocarburs totals o THC, hauria de ser inferior a 2 ppm. L'ús d'un assecador d'aire reduirà encara més el contingut d'aigua a menys d'un punt de rosada de pressió (PDP) de -40ºF o menys de 100 ppm d'aigua. El sistema més utilitzat és un D-13.
Els usuaris haurien d'evitar els assecadors d'aire desecants, ja que el dessecant es descompondrà en partícules molt petites (mida micra) i contaminarà la lent de focus, afegint-se als costos de reemplaçament de la lent.
L'oli s'ha de gestionar demanant al vostre servei de compressors d'aire que mantingui menys de 2 ppm de THC com a gotetes de vapor i zero. És habitual que les persones del servei del compressor ignoren la necessitat d'un contingut de THC molt baix en el subministrament d'aire.
Fa anys, era una pràctica acceptable deixar que el compressor d'aire afegeixi oli a la línia d'aire comprimit per lubricar algunes eines d'aire. Ara que teniu un subministrament d'aire net, observeu les línies aèries. Eviteu la pipa negra i la pipa grisa, ja que afegeixen contaminació a l'aire que acaba de netejar.
Com es pot provar el subministrament d'aire? Les botigues poden obtenir informes de proves sobre l'aigua i el contingut de THC de l'aire del proveïdor de gas o de l'equip de servei de compressors d'aire. Aquesta prova no us dirà si té un problema en partícules.
Els partícules poden fer ratllar la lent de focus i escurçar la vida. És possible que hagueu d'haver d'instal·lar un filtre de partícules. Un filtre de 10 μm és una mida comú i un més petit afegirà més vida a la vostra lent de focus.
Talls aèries d'alumini i algunes seccions més fines de sòl d'acer. S'utilitza amb freqüència per tallar acer galvanitzat. Normalment, la pressió d'aire d'un compressor d'aire comprimit es limita a uns 100-125 PSI, el que limita el gruix de tall. Els acers inoxidables mal tallats amb aire, ja que l'oxigen ataca el crom i el níquel de l'aliatge per formar òxids que podrien reduir la resistència a la corrosió del metall prop del tall.
Es pot tallar metall més gruixut amb una pressió d'aire més alta? Sí, podeu tallar el full 0.080 o fins a 0,125 polzades de gruix, però la finestra d'operació es fa més petita. La brutícia es formarà ràpidament en parts, que requereixen una operació secundària per netejar les peces i esborrar els seus guanys.
Els vores també començaran a perdre la forma quadrada, cosa que pot afegir més costos indirectes al producte.
Finalment, pot ser que la soldadura posterior a la vora del tall làser no sigui adequada i la pintura pugui aparèixer, cosa que implica un producte de baixa qualitat.
Oxigen versus nitrogen
L'oxigen es va utilitzar com a gas d'assistència per tallar alumini, acer inoxidable i acer als primers dies en què els làsers de CO2 tenien potència limitada (1 a 1,5 kW). Avui, els làsers produeixen entre 2 i 15 kW
amb oxigen s'utilitzen per tallar ¼ d'acer i més gruixut, mentre que el nitrogen s'utilitza per tallar ¼ d'acer i més prim, i tots els gruixos d'alumini i acer inoxidable.
Quan l'oxigen s'utilitza com a gas de assistència làser, forma una escala o una superfície escamosa negra a la cara del tall. Aquesta escala és òxid de ferro, i s'ha d'eliminar abans de la soldadura o la pintura.
L'eliminació significa afegir feina, manipulació, eines i despeses abrasives al cost del vostre producte. El làser mitjà en aquests dies té una potència de 4 kW, i, en acer d'1/8-in. i més prima, el gas d'assistència de nitrogen proporciona una velocitat de tall més ràpida que l'oxigen i elimina els treballs indirectes necessaris per a la neteja de les vores.
Els administradors de botigues necessiten comparar el cost del gas d'assistència versus el cost del treball indirecte en la seva operació de tall per làser tenint en compte els requisits de producció.
Una despesa de gas d'assistència per hora més baixa no significa automàticament que el cost de fer que un producte sigui inferior. Els administradors han de revisar tots els factors per fer que els seus productes siguin competitius en el preu i maximitzar els marges de benefici, però una regla general amb l'exemple làser 4kW és: quan l'acer és més gruixut que ¼ in., L'oxigen és el gas preferit a causa de la velocitat i la sobrecàrrega despeses
Tallar acer 3/16-in. El gruix no es veu afectat tant per la planta com per la mà d'obra, eines i abrasius necessaris per preparar les peces per pintar o soldar. Tallant 3/8-in. L'acer espès a molt baixa velocitat amb nitrogen suma 26 dòlars per hora a la despesa de gas i triplica el temps necessari per tallar les peces. Els gestors de plantes han de manipular els costos laborals, les despeses de gas i les despeses generals per determinar el gas d'assistència adequat per a l'aplicació.
Els costos de gas esmentats es basen en l'ús de nitrogen líquid. Però, què hi ha de la generació de nitrogen? Pot ser una opció viable per a vostè i es revisarà amb més detall en un proper esdeveniment
article, però aquí hi ha alguns dels conceptes bàsics. El nitrogen s'ha d'utilitzar per tallar acer 3/16-in. gruixut i més prim. La pressió no necessita ser de 400 PSIG; pot ser més baix. La generació de nitrogen funcionarà sempre que el contingut d'oxigen en el gas no creixi l'escala d'òxid de ferro a la cara del tall. Els costos de nitrogen generats són inferiors al nitrogen líquid perquè no hi ha cap despesa energètica per lliurar el producte.
