Toepassingen van metalen lasersnijdende gassen
De metalen die het meest worden gesneden met behulp van lasers zijn aluminium, roestvrij staal, staal en titanium. Elk van deze metalen reageert anders op de chemie van het hulpgas.
Een storing door gas en metaal zal helpen om uw begrip van de chemie en het proces echt te verduidelijken en uw winst te verbeteren.
Air assist
De lucht die wordt gebruikt om metaal te snijden, moet een minimale zuiverheid hebben. Natuurlijk is lucht een mengsel van zuurstof en stikstof. In winkels wordt het vaak geproduceerd met behulp van een luchtcompressor. Perslucht heeft overmatig water en olie die een focusseerlens kan vervuilen.
Deze vervuiling beperkt de hoeveelheid energie die door de lens gaat, wat bijdraagt aan het oververhitten en breken van de lens . Onbehandelde perslucht zorgt ervoor dat dit binnen enkele minuten of tot enkele uren gebeurt, afhankelijk van het seizoen, de locatie van uw installatie en uw persluchtsysteem.
Een minimale behandeling kan de installatie van een koelluchtdroger inhouden om het water- en oliegehalte van de lucht te verminderen.
Het watergehalte zal dalen van een hoge limiet van 20.000 delen per miljoen (ppm) tot 2.000 ppm. Olie, gewoonlijk totale koolwaterstof of THC genoemd, moet minder zijn dan 2 ppm. Het gebruik van een luchtdroger zal het watergehalte verder verlagen tot minder dan -40ºF drukdauwpunt (PDP) of minder dan 100 ppm water. Het meest gebruikte systeem is een D-13.
Gebruikers moeten luchtdrogers met droogmiddel vermijden, omdat het droogmiddel wordt afgebroken tot zeer kleine (micronafmetingen) deeltjes en de focusseerlens vervuilt, wat de kosten van vervanging van de lens verhoogt.
Olie moet worden beheerd door uw luchtcompressor-monteur te vragen minder dan 2 ppm THC te bewaren als een damp en als nul druppeltjes. Het is gebruikelijk dat onderhoudsmensen van compressoren zich niet bewust zijn van uw behoefte aan een zeer laag THC-gehalte in uw luchttoevoer.
Jaren geleden was het een acceptabele praktijk om de luchtcompressor olie te laten toevoegen aan de persluchtleiding om wat luchtgereedschap te smeren. Nu je een schone luchttoevoer hebt, kijk naar de luchtlijnen. Vermijd zwarte en grijze pijpdope omdat ze vervuiling toevoegen aan de lucht die u zojuist hebt schoongemaakt.
Hoe kan de luchttoevoer worden getest? Winkels kunnen testrapporten over het water- en THC-gehalte van de lucht verkrijgen van hun gasleverancier of luchtcompressor serviceteam. Deze test zal u niet vertellen of u een deeltjesprobleem heeft.
Deeltjes kunnen de focusseerlens krassen en doen inkorten en zijn levensduur verkorten. Mogelijk moet u een deeltjesfilter installeren. Een filter van 10 μm is een gebruikelijke maat, en een nog kleinere filter voegt meer leven toe aan uw focusseerlens.
Lucht snijdt aluminium en sommige dunnere stukken staal goed. Het wordt vaak gebruikt om gegalvaniseerd staal te zagen. Doorgaans is de luchtdruk van een winkelluchtcompressor beperkt tot ongeveer 100-125 PSI, wat de snijdikte beperkt. Roestvrij staal snijdt slecht met lucht, omdat de zuurstof het chroom en nikkel in de legering aantast om oxiden te vormen die de corrosiebestendigheid van het metaal nabij de snede zouden kunnen verminderen.
Kan dikker metaal met een hogere luchtdruk worden gesneden? Ja, u kunt blad 0,080 of zelfs 0,125 inch dik snijden, maar het venster wordt kleiner. Dross zal zich snel op onderdelen vormen, waardoor een secundaire bewerking nodig is om de onderdelen te reinigen en uw winst te wissen.
Randen verliezen ook hun vierkante vorm, wat mogelijk meer indirecte kosten aan het product kan toevoegen.
Ten slotte is het later lassen aan de laserluchtsnijkant wellicht niet geschikt en kan verf afbladderen, wat een product van mindere kwaliteit betekent.
Zuurstof versus stikstof
Zuurstof werd gebruikt als hulpgas om aluminium, roestvrij staal en staal te snijden in de begindagen toen CO2-lasers een beperkt vermogen hadden (1 tot 1,5 kW). Tegenwoordig produceren lasers 2 tot 15 kW
met zuurstof worden staal ¼ inch en dikker gesneden, terwijl stikstof wordt gebruikt om staal ¼ inch en dunner te maken, en alle diktes van aluminium en roestvrij staal.
Wanneer zuurstof wordt gebruikt als een lasergas, vormt het een schaal of een zwart vlak oppervlak op het oppervlak van de snede. Deze schaal is ijzeroxide en moet worden verwijderd vóór het lassen of schilderen.
Verwijdering houdt in dat u de kosten van uw product verhoogt door arbeid, handling, gereedschappen en schurende kosten toe te voegen. De gemiddelde laser heeft tegenwoordig een vermogen van 4 kW en op staal 1/8-in. en dunner, helpt stikstofgas een snellere snijsnelheid dan zuurstof en elimineert indirecte arbeid die nodig is voor het reinigen van randen.
Winkelmanagers moeten de kosten van ondersteunend gas vergelijken met de kosten van indirecte arbeid bij het lasersnijden, rekening houdend met de productie-eisen.
Een lager uurloon voor gas helpt niet automatisch dat de kosten voor het maken van een product lager zijn. Managers moeten alle factoren bekijken om hun producten prijsconcurrerend te maken en de winstmarges te maximaliseren, maar een algemene vuistregel met het 4kW-laservoorbeeld is: wanneer staal dikker is dan ¼ inch, is zuurstof het voorkeursgas vanwege snelheid en overhead uitgaven.
Staal snijden 3/16-in. Dik wordt niet zozeer beïnvloed door de overhead als door arbeid, gereedschappen en schuurmiddelen die nodig zijn om de onderdelen klaar te maken voor verven of lassen. 3/8-in snijden. dik staal bij zeer lage snelheden met stikstof voegt $ 26 per uur aan de gaskosten toe en verdrievoudigt de tijd die nodig is om de onderdelen te zagen. Fabrieksmanagers moeten arbeidskosten, gaskosten en overhead overzien om het juiste assisterende gas voor de toepassing te bepalen.
De bovengenoemde gaskosten zijn gebaseerd op het gebruik van vloeibare stikstof. Maar hoe zit het met de stikstofproductie? Het kan een haalbare optie voor u zijn en zal in meer detail worden besproken in een aankomende
artikel, maar hier zijn enkele van de basisprincipes. Stikstof moet worden gebruikt voor het snijden van staal 3/16-in. dik en dunner. Druk hoeft niet 400 PSIG te zijn; het kan lager zijn. De stikstofproductie zal werken, op voorwaarde dat het zuurstofgehalte in het gas op het oppervlak van de snede geen ijzerschaal ontwikkelt. Gegenereerde stikstof kost minder dan vloeibare stikstof omdat er geen energiekosten zijn om het product aan u te leveren.
