Ekranēšanas gāzes izvēle lāzera griešanas mašīnām

1. Ievads

Lāzera griešana ir ļoti precīza un efektīva materiālu apstrādes paņēmiens, ko plaši izmanto tādās nozarēs kā automobiļu, kosmosa, elektronikas un lokšņu metāla izgatavošana. Viens no kritiskajiem faktoriem, kas ietekmē griezuma kvalitāti, ātrumu un efektivitāti, ir atbilstošas ​​ekranēšanas gāzes izvēle (pazīstama arī kā palīdzības gāze). Ekrāna gāzei ir būtiska loma griešanas zonas aizsardzībā, izkausēta materiāla noņemšana un galīgās malas kvalitātes ietekmēšana.

Šis visaptverošais rokasgrāmata pēta ekranēšanas gāzu lomu lāzera griešanā, izmantoto gāzu veidus, to ietekmi uz griezuma kvalitāti un paraugpraksi optimālās gāzes izvēlei dažādiem materiāliem un lietojumiem.

2. Gāzes ekranēšanas loma lāzera griešanā

Gāzu ekranēšana (vai palīdzība) kalpo vairākām būtiskām funkcijām lāzera griešanā:

2.1 Aizsardzība pret oksidāciju

Novērš nevēlamas ķīmiskas reakcijas (piemēram, oksidāciju), sagriežot reaktīvos metālus, piemēram, nerūsējošo tēraudu un alumīniju.

Nodrošina tīru, bez oksīda griezuma malu.

2.2 Izkausēta materiāla izmešana

Palīdz izpūst izkausēto metālu vai iztvaicētu materiālu no Kerfa (griešanas ceļa).

Samazina dross (atlikušais materiāls, kas pielīmē griezuma apakšējo malu).

2.3 Dzesēšanas efekts

Dažas gāzes palīdz atdzesēt siltuma ietekmēto zonu (HAZ), samazinot termiskos kropļojumus.

Novērš pārmērīgu kausēšanu vai deformāciju plānos materiālos.

2.4 Ietekme uz griešanas ātrumu un kvalitāti

Dažādas gāzes ietekmē griešanas ātrumu, malas gludumu un precizitāti.

Inertu gāzes (piemēram, slāpeklis, argons) tiek izmantotas neoksidatīvai griešanai, savukārt reaktīvās gāzes (piemēram, skābeklis) pastiprina oglekļa tērauda griešanas ātrumu.

3. Lāzera griešanas ekranējošo gāzu veidi

Visizplatītākās ekranēšanas gāzes, ko izmanto lāzera griešanā, ir:

3.1 skābeklis (O₂)

Vislabāk:Oglekļa tērauds, biezi metāli.

Priekšrocības:

• Eksotermiskā reakcija palielina griešanas ātrumu.
• Efektīva biezu materiālu (piemēram, konstrukcijas tērauda) griešanai.

Trūkumi:

• Izraisa oksidāciju, kas noved pie rupjas malas.
• Nav piemērots nerūsējošā tērauda vai alumīnija gadījumā (izraisa krāsas maiņu un sliktu malu kvalitāti).

3.2 Slāpeklis (n₂)

Vislabāk:Nerūsējošais tērauds, alumīnijs, bezkrāsainie metāli.

Priekšrocības:

• Nodrošina tīru, bez oksīdu griezumu.
• Ideāli piemērots augstas precizitātes griešanai ar minimālu dross.

Trūkumi:

• Lielāks gāzes patēriņš palielina darbības izmaksas.
• Mazāk efektīvs bieziem materiāliem, salīdzinot ar skābekli.

3.3 Argons (AR)

Vislabāk:Titāna, augstas refleksivitātes metāli.

Priekšrocības:

• Inerta gāze pilnībā novērš oksidāciju.
• Piemērots jutīgiem materiāliem, kuriem ir tendence uz reakcijām.

Trūkumi:

• Dārgs un lēnāks griešanas ātrums.
• Parasti izmanto tikai specializētām lietojumprogrammām.

3.4 saspiests gaiss

Vislabāk:Maiga tērauda, ​​plānas loksnes, rentabla griešana.

Priekšrocības:

• Zemākas darbības izmaksas (viegli pieejamas).
• Piemērots nekritiskiem pielietojumiem.

Trūkumi:

• Satur skābekli, izraisot nelielu oksidāciju.
• Nav ideāli piemērots augstas refleksivitātes metāliem, piemēram, alumīnijam.

3,5 jauktas gāzes (piemēram, n₂ + o₂, ar + he)

Vislabāk:Līdzsvara optimizēšana starp ātrumu un kvalitāti.

Priekšrocības:

• Pielāgojams īpašām materiālu prasībām.
• Var uzlabot malu apdari, saglabājot griešanas ātrumu.

Trūkumi:

• Nepieciešama precīza gāzes sajaukšanas kontrole.
• Augstākas izmaksas, salīdzinot ar vienas gāzes risinājumiem.

4. Faktori, kas ietekmē ekranējošo gāzes izvēli

Pareizās ekranēšanas gāzes izvēle ir atkarīga no vairākiem faktoriem:

4.1 Materiāla tips

• Oglekļa tērauds:Skābeklis (ātrai griešanai) vai slāpeklis (tīrākām malām).
• Nerūsējošais tērauds un alumīnijs:Slāpeklis (novērš oksidāciju).
• Titāna un reaktīvie metāli:Argons (novērš piesārņojumu).

4.2 Materiāla biezums

• Plānas loksnes (<3mm):Slāpeklis vai saspiests gaiss (tīri griezumi).
• Thick Plates (>6mm):Skābeklis (ātrāka iespiešanās).

4.3. Vēlamā malas kvalitāte

• Augstas precizitātes (piemēram, medicīniskās ierīces):Slāpeklis vai argons.
• Rūpnieciskās lietojumprogrammas (piemēram, strukturālās detaļas):Skābeklis vai gaiss.

4.4 Izmaksu apsvērumi

• Slāpeklis ir dārgāks nekā saspiestais gaiss, bet nodrošina labāku kvalitāti.
• Skābeklis ir rentabls oglekļa tēraudam, bet nav piemērots nerūsējošajam tēraudam.

4.5. Lāzera tips (šķiedra, CO₂, ND: YAG)

• Šķiedru lāzeri:Efektīvāks ar slāpekli plāniem metāliem.
• Co₂ lāzeri:Biezākiem materiāliem bieži lieto skābekli.

5. Gāzes ekranēšanas ietekme uz griešanas veiktspēju

5.1 Griešanas ātrums

• Skābeklis:Ātrākais oglekļa tēraudam (eksotermiska reakcija).
• Slāpeklis:Lēnāks, bet tīrāks griezums nerūsējošajam tēraudam.
• Argons:Lēnākais inerto īpašību dēļ.

5.2 malu kvalitāte

• Slāpeklis un argons:Gludas, bez oksīdu malas.
• Skābeklis:Nedaudz oksidētas, nelīdzenākas malas.
• Saspiests gaiss:Mērena oksidācija, pieņemama dažiem lietojumiem.

5.3.

• Slāpeklis:Minimāls dross (labākais augstas kvalitātes samazinājumiem).
• Skābeklis:Vairāk dross, prasot pēcapstrādi.
• Saspiests gaiss:Mainīgs dross atkarībā no materiāla.

5.4. Siltuma skarta zona (HAZ)

• Slāpeklis un argons:Samazināts HAZ (labāk plāniem materiāliem).
• Skābeklis:Lielāks HAZ lielāka siltuma ieejas dēļ.

6. Gāzes izvēles labākā prakse

6.1 par oglekļa tēraudu

• Primārā izvēle:Skābeklis (ātrumam).
• Alternatīva:Slāpeklis (ja oksidācija rada bažas).

6.2 par nerūsējošo tēraudu un alumīniju

• Primārā izvēle:Slāpeklis (tīri griezumi).
• Alternatīva:Argons (augstas refleksivitātes metāliem).

6.3 par titānu un eksotiskiem sakausējumiem

• Primārā izvēle:Argons (novērš piesārņojumu).
• Alternatīva:Hēlijs (dziļākiem griezumiem).

6.4 Par rentablu griešanu

• Primārā izvēle:Saspiests gaiss (maigam tēraudam).
• Alternatīva:Slāpekļa-skābekļa maisījums (līdzsvarota veiktspēja).

6.5 Spiediena un plūsmas ātruma optimizācija

• Augsta spiediena (15-20 josla):Bieziem materiāliem.
• Zems spiediens (5-10 josla):Par plānām loksnēm.

7. Kopīgas problēmas un risinājumi

7.1 Pārmērīgs dross

Iemesls:Nepietiekams gāzes spiediens vai nepareizs gāzes veids.

Risinājums:Palieliniet slāpekļa spiedienu vai pārslēdzieties uz skābekli oglekļa tēraudam.

7.2 Slikta malas kvalitāte

Iemesls:Oksidācija no skābekļa vai gaisa.

Risinājums:Izmantojiet slāpekli vai argonu nereaģējošiem metāliem.

7.3 Augstas gāzes patēriņa izmaksas

Iemesls:Izmantojot tīru slāpekli bieziem griezumiem.

Risinājums:Optimizējiet gāzes maisījumu vai izmantojiet skābekli oglekļa tēraudam.

7.4 nekonsekventi griezumi

Iemesls:Svārstīga gāzes plūsma.

Risinājums:Nodrošiniet stabilu gāzes padevi un sprauslu izlīdzināšanu.

8. Nākotnes tendences ekranizējošajā gāzē lāzera griešanai

• Viedās gāzes kontroles sistēmas:Uz AI balstīta optimizācija gāzes plūsmai.
• Videi draudzīgas alternatīvas:Slāpekļa atkritumu samazināšana ar pārstrādes sistēmām.
• Uzlaboti gāzes maisījumi:Pielāgoti maisījumi jauniem sakausējumiem.

9. Secinājums

Pareizās ekranēšanas gāzes izvēle lāzera griešanai ir būtiska, lai sasniegtu optimālu griezuma kvalitāti, ātrumu un rentabilitāti. Izvēle ir atkarīga no materiāla veida, biezuma, vēlamās malas apdares un budžeta ierobežojumiem. Kamēr skābeklis ir ideāli piemērots oglekļa tēraudam, slāpeklis izceļas ar nerūsējošā tērauda un alumīnija griešanu, un argons ir vislabākais reaktīvajiem metāliem. Izprotot katras gāzes īpašības un optimizējot spiediena iestatījumus, ražotāji var uzlabot griešanas veiktspēju un samazināt darbības izmaksas.

Augstas precizitātes lietojumprogrammām ieteicams veikt ieguldījumus tādās augstas tīrības pakāpēs kā slāpeklis vai argons, savukārt saspiestais gaiss joprojām ir rentabla variants vispārējas nozīmes griešanai. Attīstoties lāzera tehnoloģijai, sasniegumi gāzes piegādes sistēmās un viedā uzraudzība vēl vairāk uzlabos griešanas procesu. Ja vēlaties uzzināt vairāk par lāzera griešanas mašīnu, lūdzu, sazinieties ar mumsrayther@raytherlasercutter.com

-- Allens Vangs