Азот и кислород в процессе лазерной резки
Интерес вокруг лазерной резки и ее применения неуклонно растет. Однако необходимо помнить, что для эффективной работы лазерного станка требуется вспомогательный газ, такой как азот, кислород или сжатый воздух, который является важным аспектом для его работы.
Процесс лазерной резки начинается с подбора оборудования. Прежде всего, при выборе лазерного станка необходимо учитывать тип и толщину металла, который будет обрабатываться. После определения всех параметров и получения подходящего станка, многие озадачиваются вопросом наличия вспомогательного газа.
Давайте рассмотрим, какие существуют варианты обеспечения вспомогательным газом при лазерной резке.
Когда мы говорим о качестве газа, обычно имеется в виду процентное содержание основной молекулы в газе. Для азота и кислорода стандартная чистота составляет от 93% и выше.
Рассмотрим лазерную резку с использованием азота.
Азот играет ключевую роль при лазерной резке. Применение газа позволяет добиться высокой скорости процесса и отличного качества вырезаемых деталей. Также важную роль в процессе лазерной резке играют мощность лазерного излучения, диаметр фокусированного пятна и качество пучка.
Он используется как вспомогательный газ, для удаления расплавленного металла из зоны резки и защиты металла от окисления. Поэтому важно использовать азот более высокой концентрации в технологическом процессе, поскольку даже незначительное наличие кислорода может негативно сказаться на конечном изделии. Изменение цвета конечного среза может свидетельствовать о низкой концентрации используемого азота. Чем выше чистота азота, тем лучше качество резки и меньше вероятность возникновения дефектов на поверхности деталей.
Так, например, резка алюминия проводится в азоте, так как при резке в кислороде получаемые детали имеют неровный рез с заусенцами. Азот также предпочтителен для лазерной резки низколегированных сталей, поскольку это обеспечивает лучшую сцепку слоя красящего вещества при окрашивании.
Оптимальное содержание азота в газе для лазерной резки составляет примерно 99,99%. Чем выше процентное содержание азота, тем лучше результаты резки.
Также следует учесть, что для достижения более качественных результатов используется азот под высоким давлением, обычно от 15 до 40 бар. На некоторых лазерных станках Trumph используется давление азота в пределах 30-35 бар.
В зависимости от задачи и материала, на котором производится резка, могут быть установлены различные способы подачи азота. Это может быть прямая подача азота через насадку или использование системы обдува, позволяющей равномерно распределить газ по всей области резки.
Одним из лучших решений для получения газообразного азота является адсорбционная азотная станция серии Nitrotec. Для получения азота высокого давления используется азотный поршневой компрессор, с диапазоном сжатия от 15 до 40 бар.
Преимуществом использования азота при лазерной резке заключается в том, что этот процесс исключает окислительные и экзотермические реакции, связанные с выделением большого количества тепла. Несмотря на то, что скорость реза при этом невелика и требуется более высокое давление сопутствующего газа, но это компенсируется улучшенным качеством конечного изделия.
Важно отметить, что при лазерной резке с использованием азота металл не испаряется, а только плавится. Это позволяет получать продукты с более высокой точностью и качеством, так как происходит минимальное искажение структуры материала.
Таким образом, использование азота при лазерной резке является предпочтительным, поскольку он обеспечивает более стабильный и контролируемый процесс без нежелательных окислительных реакций и выделения тепла, что в свою очередь обеспечивает получение высококачественных изделий. Поэтому при выборе оборудования для обеспечения вспомогательным газом лазерного станка следует учитывать его чистоту и способы подачи.
| Толщина разрезаемого листа, мм | Мощность лазера, Вт | Фокусное расстояние, дюймы | Диаметр сопла, мм | Давление азота, бар | Скорость резки, м/мин |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 1400-1500 | 5.00 | 1.40 | 8-10 | 2.00-4.00 |
| 4 | 1400-1500 | 7.50 | 1.70 | 12-15 | 1.00-1.20 |
| 2 | 3000 | 7.50 | 2.50 | 17-19 | 0.30-0.40 |
Лазерная резка с использованием кислорода
В отличие от азота, кислород является более химически активным газом. В результате резки с использованием кислорода образуется около 97% FeO и 3% Fe2O3, а также выделяется большое количество тепла. Это позволяет обрабатывать более толстый металл и при этом значительно увеличить скорость процесса резки.
| Толщина разрезаемого листа, мм | Мощность лазера, Вт | Фокусное расстояние, дюймы | Диаметр сопла, мм | Давление азота, бар | Скорость резки, м/мин |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 800-1000 | 2.50 | 0.50-1.20 | 2.50-5.00 | 7 |
| 8 | 1200-1500 | 5.00 | 1.10-1.60 | 0.50-1.00 | 5 |
| 20 | 2200-2600 | 7.50 | 2.10-2.50 | 0.40-0.60 | 0.7 |
При резке более толстого металла давление кислорода на лазерный станок может быть снижено. Однако, если в кислороде содержится больше количество примесей (то есть его концентрация ниже), процесс резки замедляется, а качество результата ухудшается.
Адсорбционные азотные и кислородные станции позволяют избежать использования баллонного газа и емкостей с жидким азотом и кислородом. Это оборудование работает в автоматическом режиме без присутствия оператора. Технологический процесс контролируется на панели оператора, на которую выводятся все основные параметры.
Интерес к адсорбционным азотным станциям с дожимным компрессором для лазерной резки значительно возрос в последнее время. Это объясняется постепенным переходом клиентов на современные иностранные лазерные станки и повышенной осведомленностью о современных методах получения азота. Баллонный газ все еще востребован в случаях, когда требуется небольшой объем (5-30 нм3/сутки).
За последние годы, наша компания произвела и поставила ряд азотных станций, обеспечивающих бесперебойную работу лазерных станков на производствах России. Производительность этих станций варьируется от 3 до 400 нм3/ч при концентрации азота до 99,9995%.
