Hogyan válasszuk ki a megfelelő segédgázt lézeres vágáshoz

Szállézeres vágógép egy fejlett CNC fémvágó berendezések, amely megbirkózik a különféle anyagok és összetett formák forgácsolási követelményeivel, és széles körben használják a fémfeldolgozó iparban. A lézeres forgácsolási folyamatban a jó minőségű munkadarabok előállítása érdekében a nagy energiát biztosító lézergenerátor mellett a megfelelő segédgáz kiválasztása is fontos része a vágási folyamat beállításának.
A vágó munkadarab anyagától és vastagságától függően a segédgáz használatára vonatkozó követelmények is eltérőek. Ez a cikk részletezi a segédgáz és a négy közös forgácsoló segédgáz szerepét. Olvassa tovább, hogy megtudja, hogyan válassza ki a megfelelő segédgázt a feldolgozási szükségleteihez, hogy segítsen befejezni fémprojektjeit.

Mi a segédgáz szerepe a lézervágási folyamatban?

Azok a felhasználók, akik a lézervágó gép most először felmerülhet a kérdés: miért kell a lézervágó gépnek segédgázra támaszkodnia a vágáshoz? Az alábbiakban bemutatjuk a segédgáz szerepét a fémek lézeres vágásában. Ennek elolvasása után tudni fogja, hogy a vágás során nagyon szükséges segédgázt használni.

Anyageltávolítás és vágási terület tisztítása: A segédgáz egyik elsődleges funkciója az olvadt vagy elpárolgott anyag elfújása a vágási területről. Amikor a lézersugár felmelegíti az anyagot, az megolvad vagy elpárolog, és olvadt anyagból álló medencét hoz létre. Egy segédgáz (általában sűrített levegő, nitrogén, oxigén vagy gázkeverék) elfújja ezt az anyagot, megakadályozva, hogy beavatkozzon a vágási folyamatba, és biztosítja, hogy a lézer akadály nélkül tovább tudja vágni az anyagot.
Az anyag hűtése: A segédgázok (általában nitrogén vagy sűrített levegő) egyik elsődleges feladata a vágandó anyag hűtése. A lézeres vágás intenzív hőt termel a vágási ponton, aminek következtében az anyag megolvad vagy elpárolog. A segédgáz gyorsan lehűti a környező területet, miközben elfújja az olvadt vagy elpárolgott anyagot. Ez a hűtés megakadályozza az anyag túlmelegedését, deformálódását vagy sérülését a vágási folyamat során.
Nitrogén-árnyékolás: A nitrogént gyakran használják segédgázként anyagok, például rozsdamentes acél vagy alumínium vágásakor. Védőgázként működik, megakadályozva, hogy az anyag reakcióba lépjen az oxigénnel, ami egyébként oxidációhoz és durva vágóélekhez vezethet. A nitrogén tiszta, oxidmentes vágási élt hoz létre.
Elősegíti az égést: Egyes lézervágási alkalmazásokban az oxigént segédgázként használják. Amikor a lézersugár kölcsönhatásba lép az oxigénnel, meggyullad, és kémiai reakcióba lép a vágott anyaggal, ezt a folyamatot oxigénnel segített égetéssel történő vágásnak nevezik. Az oxigénáramlást azonban szabályozni kell a túlzott oxidáció elkerülése érdekében. A túlzott oxidáció durva éleket vagy nem kívánt változást okozhat az anyag tulajdonságaiban.
A vágás minőségének javítása: A segédgáz kiválasztása és áramlási sebessége befolyásolja a vágási él minőségét. Az anyagnak megfelelő gáz kiválasztásával és áramlási sebességének optimalizálásával a kezelők simább éleket, minimális sorját és precíz vágásokat érhetnek el.
Optikai alkatrészek védelme: A segédgáz segít megvédeni az optikai alkatrészeket azáltal, hogy gátat hoz létre köztük és a vágási folyamat során keletkező törmelék között, így segít csökkenteni a maradványok és szennyeződések felhalmozódását a lézervágófej optikáján. Ez megvédi az optikát a szennyeződéstől vagy sérüléstől, biztosítva, hogy a lézersugár fókuszált és pontos maradjon.
Stabilizálja a vágási folyamatot: A segédgáz áramlása stabilizálja a vágási folyamatot azáltal, hogy ellenőrzött környezetet hoz létre a vágási terület körül. Segít fenntartani a konzisztens feltételeket ahhoz, hogy a lézersugár kölcsönhatásba lépjen az anyaggal, egyenletes és kiszámítható vágásokat biztosítva.
Füsteltávolítás: A lézeres vágás füstöt termel, különösen szerves anyagok vágásakor. A segédgáz segít eltávolítani ezeket a kibocsátásokat a vágási területről, fenntartva a tiszta, biztonságos munkakörnyezetet.

A segédgáz létfontosságú szerepet játszik a lézeres vágási folyamatban. Számos fontos tulajdonsággal rendelkezik, amelyek javítják a lézervágás hatékonyságát és minőségét. A segédgáz kiválasztása a vágandó anyag típusától és a vágási művelet speciális követelményeitől függ, és fontos paraméter a lézeres vágási folyamat különféle alkalmazásokhoz történő optimalizálásához.

Melyek a gyakori segédgázok?

A lézervágó gépek működésében fontos szerepet játszik a segédgáz alkalmazása. Jelenleg négy segédgázt használnak általában a lézeres fémvágási eljárásokban. Specifikus jellemzőik a következők:

Sűrített levegő

A levegő nitrogén, oxigén és egyéb gázok keveréke. A sűrített levegőt légkompresszoron keresztül egy levegőtároló tartályba sűrítik, majd szűrés, hűtés és szárítás után kivonják. Összegyűjtése viszonylag egyszerű, és a legolcsóbb segédgáz. Megjegyzendő, hogy a sűrített levegőnek víz-, olaj- és pormentesnek kell lennie, hogy elkerülje a lézervágó gép optikai alkatrészeinek szennyeződését és károsodását. Ezért szűrőkre van szükség a tiszta levegő biztosításához.

Oxigén

Az oxigén volt az egyik első segédgáz, amelyet a lézervágásban használtak, mert vágás közben reaktív volt. Az oxigén és a fém reakciója valójában többletenergiát termel hő formájában, amely támogatja a vágási folyamatot, és égést segítőként működik. A vágási folyamat során az oxigén hővel reagál, ami nagymértékben javíthatja a vágási hatékonyságot. Az így létrejövő oxidfilm növeli a fényvisszaverő anyag sugár-spektrális abszorpciós indexét, ami lehetővé teszi a lézerenergia hatékonyabb felhasználását és felgyorsítja a lézervágó gépet.

Nitrogén

A nitrogén kémiailag inaktív, és nem oxidálódik könnyen a megmunkált munkadarabbal. A legtöbb alkalmazásban, néhány speciális anyag, például a titán kivételével, a nitrogén nem reaktív vagy inert segédgáznak számít. Ez azt jelenti, hogy a nitrogén nem lép reakcióba a fém egyetlen komponensével sem a vágási folyamat során. A legtöbb esetben a nitrogént tekintik segédgáznak, amely segíthet a munkadarab legjobb élminőségének elérésében. Nitrogénnel történő vágásnál nagyobb tisztaság szükséges.

Argon

Az argon is inert gáz, inaktív kémiai tulajdonságokkal, és nem könnyen oxidálódik a megmunkált munkadarabbal. Használata drágább, mint más segédgázok, és a legtöbb fémgyártó által használt legritkább és legdrágább gáz. A nitrogénnel jól vágó anyagok argonnal is vághatók, ami hasonló jó minőségű éleket biztosíthat. A drágább argon használatának fő oka az, hogy a tiszta nitrogénbe vágás még mindig kémiailag aktív marad a fémből.

Milyen segédgázra van szükség a fém lézeres vágásához?

A lézeres vágási projekt elindításakor ki kell választania a lemez anyagának és vastagságának megfelelő segédgázt. A különböző segédgázoknak megvannak a saját funkciói és előnyei. Csak a különböző gázok előnyeinek helyes kihasználásával érhetünk el jobb vágási minőséget és gyorsabb vágási sebességet.

Sűrített levegő alkalmazása lézervágásban

A sűrített levegőt főként olyan feldolgozási forgatókönyvekben használják, ahol a fémlemezek nem túl nagy igénybevételt jelentenek a vágási végfelületekkel szemben. Lézerenergiára támaszkodik a fém munkadarabok megolvasztásához, és magas légnyomást használ az olvadt anyag elfújására. Ha sűrített levegőt használnak a munkadarab vágásához, a munkadarab vágott végfelülete sárgává válik. A sűrített levegő elsősorban szénacél, alumínium, alumíniumötvözet, sárgaréz, galvanizált acéllemez és egyéb fémanyagok vágására alkalmas. Széles körben használják egyes termékágazatokban, például fémlemez alvázak, szekrények és szekrények gyártásában. Ha sűrített levegőt használ a vágás elősegítésére, ügyelnie kell a légkompresszor karbantartására. Ha a levegő nem tiszta, az bizonyos károkat okoz a lézervágó fejben, a lencsében és a szálas lézergenerátorban, és nagy hatással lesz a munkadarab vágási minőségére is.
A sűrített levegő előnye, hogy költsége nagyon alacsony, és közvetlenül légkompresszorral biztosítható, így más gázokhoz képest nagyon kényelmesen használható. A sűrített levegőnek azonban nyilvánvaló hiányosságai is vannak a fémvágásban. A vágási felület sorja keletkezik, és másodlagos feldolgozást igényelhet. Ezenkívül, mivel a sűrített levegő körülbelül 20% oxigént tartalmaz, a vágott munkadarab feketévé válik, ami befolyásolja a termék minőségét, és a vágási hatékonyság sokkal kisebb, mint az oxigénes vágásé.

Oxigén alkalmazása lézervágásban

Oxigénnel történő vágáskor az anyagot a lézersugár egy bizonyos hőmérsékletre felmelegíti, majd megég és elpárolog. Az oxigén a szénacél lézeres vágásához használt szabványos reaktív segédgáz, és vastagabb acél vágására is alkalmas, mivel reaktív jellege növeli a vágási hőt. A szénacél vágásakor az oxigén elégeti a szenet a szénacél résben, hogy további hőt hozzon létre, így a kisebb teljesítményű lézergenerátorok vastagabb anyagokat vághatnak.
Mindazonáltal az oxigénvágás ezen reakcióképességének negatív hatásai is lehetnek. Ha jó élminőségre van szükség, jellemzően az anyag vágási sebessége és légnyomása korlátozott. Az oxigénnel segített vágás során a kémiai reakció fokozódik a gáznyomás és az áramlási sebesség növekedésével. Ez megnövekedett hőt eredményez a munkadarabban, és ezáltal az élek megolvadását. Ez nem ideális olyan alkalmazásokhoz, amelyek jó minőségű vágóéleket igényelnek. Ezenkívül az oxigénvágó fém gyakran oxidokat is képez a vágott éleken, ami a munkadarab felületét feketévé teszi, és megkövetelheti a munkadarab tisztítását.

Nitrogén alkalmazása lézervágásban

A nitrogénnel segített lézervágás nagyon jó minőségű éleket hoz létre különféle anyagokon, nagyon vékony hőhatászónákkal. A nitrogén a legjobb élminőséget állítja elő gazdaságos áron, gyors vágási sebességgel a legtöbb alumínium, lágyacél, horganyzott acél és UHSS autóacél alkalmazásban. Ha nitrogént használunk vágási segédgázként, a nitrogén védőatmoszférát képez az olvadt fém körül, hogy megakadályozza az anyag oxidációját, elkerülje az oxidfilmek képződését és az oxidációmentes vágást. Ez a funkció a nitrogént általában olyan alkatrészekhez használja, amelyeket használat előtt bizonyos ideig tárolni kell, mivel az oxigén és a levegő vágása rozsdásodást okozhat a vágott éleken, ha hosszú ideig tárolják. Ezenkívül a nem oxidációs vágási munkadarabok a közvetlen hegesztés, erős korrózióállóság stb. jellemzőivel rendelkeznek, és a vágott végfelület fehér. A nitrogénvágás során a gázáramlás változása nagy hatással van a vágásra. A forgácsológáz nyomásának biztosítása közben elegendő gázáramlást kell biztosítani.
A nitrogénnek is vannak hiányosságai, ha segédgázként használják fémvágáshoz. Mivel a nitrogén nem lép kémiai reakcióba a fémmel, nincs reakcióhő, és a vágási képesség sem olyan jó, mint az oxigénnel történő vágásnál. A nitrogénvágás nitrogénfogyasztása többszöröse az oxigéné, a vágási költség pedig magasabb, mint az oxigénes vágásé. Ami a fogyasztást illeti, az oxigénvágáshoz 2 bar nyomás és körülbelül 10 m³/h fogyasztás szükséges. A nitrogénvágáshoz 22/30 bar nyomás és körülbelül 40-60/120 m³/h fogyasztás szükséges. Ezenkívül a nitrogénlézeres vágási sebesség körülbelül 30%-val lassabb, mint az oxigénlézeres vágás.

Argongáz alkalmazása lézervágásban

Az argon egy inert gáz, amelyet olyan fémekhez használnak, amelyek nitrogénben történő vágáskor kémiai reakciókon mennek keresztül. Megakadályozza az oxidációt és a nitridációt a lézervágás során. Az argongázt gyakran használják titán és titánötvözetek feldolgozására. Azon a hőmérsékleteken, amelyekre a lézervágók felmelegítik a fémet, a titán még tiszta nitrogénatmoszférában is kémiai reakcióba lép, ami a fő oka annak, hogy az argont válasszuk a nitrogén helyett. Az argon azonban nagyon drága, és nem alkalmas hosszú távú használatra.

Összesít

A fenti bevezetőn keresztül megérthetjük az egyes segédgázok funkcióit és előnyeit, valamint korlátaikat. A sűrített levegő olyan alkalmazásokban használható, amelyek nem támasztanak szigorú követelményeket a bemetszésfelület színére vonatkozóan. Könnyen beszerezhető és olcsóbb. Az oxigén olyan vastag fémekhez használható, amelyek nem igényelnek nagy vágási keresztmetszetet, ezáltal növelve a vágási sebességet. A nitrogén olyan alkalmazási helyzetekben használható, amelyek magas vágási felületi minőséget igényelnek. A munkadarab nagy pontosságú, és közvetlenül megmunkálható a következő lépésben. Az argongázt főként titánhoz és titánötvözetekhez használják.
A megfelelő segédgáz kiválasztásával a feldolgozandó fém jellemzőinek megfelelően a felhasználók több üzemeltetési költséget takaríthatnak meg, miközben garantálják a vágási minőséget. Ha többet szeretne megtudni a lézervágásról, kérjük, figyeljen a AccTek Laser.

Lézeres berendezések

Elérhetőség

Szerezzen lézeres megoldásokat