行业资讯

industry-news

Holang模块式氮气发生器助力激光切割行业


发布时间:2021-09-16      浏览次数:810


随着Holang模块式氮气发生器产品的推广普及和用户使用的好评度,上周我们与某激光切割厂商达成了国外项目的配套合作。相比较于传统PSA制氮机,模块式氮气发生器产氮高效,不包含压力容器,设备的出口不需要容器报检,另外,也避免了出口容器的价格高、货期长问题。

大家都知道,镀锌钢板是通过表面镀锌来保护里面的碳钢,长期使用也不容易生锈的一种板材。这种板材虽然会比普通碳钢板稍微贵一点,但无需为了防锈而进行的喷涂等后道工序,在实际生产过程中,镀锌板的身影随处可见。镀锌钢板有三种切割工艺:空气切割、氧气切割和氮气切割。我们先分析一下这三种切割工艺各自的优缺点:

摄图网_300173150_数控激光等离子切割金属(非企业商用).jpg

空气切割:优点是加工成本极低,只需要考虑激光本身和空压机的电费即可,无需辅助气体费用,在薄板上的切割效率可以匹敌氮气切割,是一种既经济又高效的切割方法。但在切断面上的缺点也同样明显。首先,空气切割的断面会产生底面毛刺,激光加工后的产品还必须要经过去毛刺等的二次加工,不利于整个产品生产周期。其次,空气切割的断面容易发黑,影响产品的品质。因此,激光加工无需后续处理的优点就无法体现出来,所以在针对镀锌钢板的加工中,很多企业是不愿意去选择空气切割方式的。

氧气切割:这是最传统也是最标准的切割方法。优点是在以碳钢为主的钣金加工中,无需频繁的切换辅助气体,便于工厂管理。但缺点是经过氧气切割后,在切断面表面会留有一层氧化皮,如果直接将这种带有氧化皮的产品进行焊接的话,时间一长,氧化皮就会自然剥落。这就是镀锌板焊接容易虚焊的原因之一。

摄图网_300019906_数控激光切割金属现代工业技术激光切割工作光学引导高功率激光的输出激光光学数控计算机数控.jpg

氮气切割:采用氮气进行高速加工,由于采用氮气的作用不同于助燃用的氧气,而是起到保护作用,所以切割断面不会产生氧化皮。氧气切割时氧气参与燃烧,熔点位置的温度接近沸点。高温导致反应剧烈,无法保证断面光滑。加上氧化反应、增大的热影响区等因素,切割质量相对较差,容易出现切缝宽﹑断面斜纹、光洁度差、熔渣等质量缺陷。而氮气切割时材料完全依靠激光能量熔化,氮气吹出切缝的同时因为氮气不活泼的化学特性、避免了不合适的化学反应。熔点区域温度相对较低,加上氮气的冷却、保护作用,反应平稳,均匀,切割质量高,断面细腻光滑、光洁度高,特别是没有氧气切割时必然的氧化层。氮气熔点区域温度较低,适合加工铝、黄铜等低熔点材料。氮气保护切缝不被氧化,还可用于不锈钢的无氧化切割。

不同加工材料对应的辅助气体

pexels-josh-sorenson-976873.jpg

在实际生产中,气压和喷嘴决定了断面的粗糙度。适当增加气压有利于排渣,但过大则会增加粗糙度。氮气不参与燃烧,用于吹掉相对温度较低的液态材质,需要10~14 bar的高气压。喷嘴氮气使用高压,要求较大的喷嘴直径以保证出气量。

氮气纯度对切割质量有很大影响,如下表显示

pexels-josh-sorenson-976873.jpg

氮气切割在实际生产中解决了许多加工难题,并且将加工范围扩大到了铝、黄铜等氧气切割很难加工的领域。

碳钢主要使用氧气切割,表面温度因为碳辅助熔化、氧气助燃而非常高。当切割尖锐角、直径小于料厚的孔时,狭小的区域内集中了过多的热量,切割质量无法保证。氮气不辅助燃烧,并具有的冷却作用,正适合解决这类加工难题,能够提高产品质量。

不锈钢含高合金元素Ni等的比例较大,熔化物粘度大,流动性差,氧气切割时较低的气压容易导致粘渣等质量缺陷。焊接不锈钢时氧化层严重影响焊接质量,特别是氩弧焊。氮气切割时氮气的保护作用能够产生优质的无氧化断面,这就满足了不锈钢焊接零件对切割断面的高要求。而且氮气切割时的高气压也容易克服上述质量缺陷。氮气切割适合加工有焊接要求或者高附加值的不锈钢零件。

铝、黄铜对激光有着高反射率、低吸收率,要求高功率来熔化材料。而且要配备反射吸收装置,使水平线性波不反射回透镜,保护激光器的安全,并且要求氮气切割。铝的熔点较低,3 mm 以下可用氧气切割,但质量很差,断面粗糙而且毛刺坚硬。氮气切割断面平滑, 4 mm 以下能够获得没有毛刺的效果。铝粘性大,加上良好的热传导性,熔化物可能没来得及吹走已经冷却了,所以容易出现毛刺。通过调整焦点、升高气压、降低速度来提高光洁度,至少要保证毛刺可轻易清除。

另外刻蚀作为一种特殊切割,能量只有基本功率的5%,仅对材料表面发生作用。主要用来刻蚀标记。氧气刻蚀时温度高、有时表面出现熔渣,集中刻蚀时还会因热量聚集而损伤零件表面。氮气刻蚀光亮且不损伤表面,可用来刻蚀要求较高的说明文字。

氮气的冷却、保护作用能够提高切割质量,对于不锈钢材料能够提供高质量的无氧化断面。加工范围还扩大到铝、黄铜等氧气切割无法加工的领域。氮气切割在实际应用中取得良好的效果,解决了许多加工难题,但也存在成本过高的缺陷。它不辅助燃烧的特点还能加工木材、有机玻璃等特殊材料,有着广阔的应用前景。




扫码关注我们
您身边的气体发生器专家
Gas generator experts around you