레이저 절단에 적합한 보조 가스를 선택하는 방법

파이버 레이저 절단기 고급 CNC입니다 금속 절단 장비, 다양한 재료와 복잡한 형상의 절단 요구 사항에 대처할 수 있으며 금속 가공 산업에서 널리 사용됩니다. 레이저 절단 공정에서는 고품질의 공작물을 얻기 위해 높은 에너지를 제공할 수 있는 레이저 발생기 외에도 적절한 보조 가스를 선택하는 것이 절단 공정을 조정하는 중요한 부분입니다.
절단 작업물의 재질과 두께에 따라 보조 가스 사용 요구 사항도 다릅니다. 이 기사에서는 보조 가스의 역할과 네 가지 일반적인 절단 보조 가스에 대해 자세히 설명합니다. 금속 프로젝트를 완료하는 데 도움이 되는 처리 요구 사항에 적합한 보조 가스를 선택하는 방법을 알아보려면 계속 읽으십시오.

레이저 절단 공정에서 보조 가스의 역할은 무엇입니까?

사용하는 사용자 레이저 절단기 처음으로 레이저 절단기가 절단을 위해 보조 가스에 의존해야 하는 이유는 무엇인지 궁금할 것입니다. 다음은 금속 레이저 절단에서 보조 가스의 역할에 대한 소개입니다. 이 내용을 읽고 나면 절단 중에 보조 가스를 사용하는 것이 매우 필요하다는 것을 알게 될 것입니다.

재료 제거 및 절단 영역 청소: 보조 가스의 주요 기능 중 하나는 용융되거나 기화된 재료를 절단 영역에서 불어내는 것입니다. 레이저 빔이 재료를 가열하면 재료가 녹거나 기화되어 용융된 재료 풀이 생성됩니다. 보조 가스(일반적으로 압축 공기, 질소, 산소 또는 가스 혼합물)는 이 재료를 날려 절단 프로세스를 방해하지 않도록 하고 레이저가 방해 없이 재료를 계속 절단할 수 있도록 합니다.
재료 냉각: 보조 가스(보통 질소 또는 압축 공기)의 주요 기능 중 하나는 절단되는 재료를 냉각시키는 것입니다. 레이저 절단은 절단 지점에서 강한 열을 발생시켜 재료가 녹거나 기화됩니다. 보조가스는 녹거나 기화된 물질을 불어내면서 주변을 빠르게 냉각시킵니다. 이러한 냉각은 절단 과정에서 재료가 과열되거나 변형되거나 손상되는 것을 방지합니다.
질소 차폐: 질소는 스테인레스 스틸이나 알루미늄과 같은 재료를 절단할 때 보조 가스로 사용되는 경우가 많습니다. 이는 보호 가스 역할을 하여 재료가 산소와 반응하는 것을 방지합니다. 그렇지 않으면 산화되거나 절단 모서리가 거칠어질 수 있습니다. 질소는 깨끗하고 산화물이 없는 절단 가장자리를 만듭니다.
연소 촉진: 일부 레이저 절단 응용 분야에서는 산소가 보조 가스로 사용됩니다. 레이저 빔이 산소와 상호 작용하면 점화되어 절단되는 재료와 화학적으로 반응하는데, 이를 산소 보조 연소 절단이라고 합니다. 그러나 과도한 산화를 방지하려면 산소 흐름을 제어해야 합니다. 과도한 산화로 인해 가장자리가 거칠어지거나 재료 특성이 원치 않게 변경될 수 있습니다.
절단 품질 향상: 보조 가스 선택과 유속은 절단 가장자리의 품질에 영향을 미칩니다. 재료에 적합한 가스를 선택하고 유량을 최적화함으로써 작업자는 가장자리를 더 매끄럽게 하고 버를 최소화하며 정밀한 절단을 달성할 수 있습니다.
광학 구성 요소 보호: 보조 가스는 광학 구성 요소 사이에 장벽을 만들어 절단 과정에서 생성된 잔해물을 보호하고 레이저 절단 헤드의 광학 장치에 잔류물과 오염 물질이 쌓이는 것을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이는 광학 장치를 오염이나 손상으로부터 보호하여 레이저 빔의 초점을 정확하고 정확하게 유지합니다.
절단 프로세스 안정화: 보조 가스의 흐름은 절단 영역 주변에 제어된 환경을 조성하여 절단 프로세스를 안정화합니다. 레이저 빔이 재료와 상호 작용할 수 있는 일관된 조건을 유지하여 균일하고 예측 가능한 절단을 보장합니다.
연기 제거: 레이저 절단에서는 특히 유기 재료를 절단할 때 연기가 발생합니다. 보조 가스는 절단 영역에서 이러한 배출물을 제거하여 깨끗하고 안전한 작업 환경을 유지하는 데 도움이 됩니다.

보조 가스는 레이저 절단 공정에서 중요한 역할을 합니다. 레이저 절단의 효율성과 품질을 향상시키는 데 도움이 되는 몇 가지 중요한 기능이 있습니다. 보조 가스의 선택은 절단되는 재료의 유형과 절단 작업의 특정 요구 사항에 따라 달라지며 다양한 응용 분야에 대한 레이저 절단 프로세스를 최적화하는 데 중요한 매개변수입니다.

일반적인 보조 가스는 무엇입니까?

보조 가스의 사용은 레이저 절단기 작동에 중요한 역할을 합니다. 현재 레이저 절단 금속 공정에 일반적으로 사용되는 보조 가스는 4가지입니다. 구체적인 특징은 다음과 같습니다.

압축공기

공기는 질소, 산소 및 기타 가스의 혼합물입니다. 압축된 공기는 공기 압축기를 거쳐 공기 저장탱크로 압축된 후 여과, 냉각, 건조 과정을 거쳐 추출됩니다. 포집방법이 비교적 간단하고 가장 저렴한 보조가스이다. 레이저 절단기의 광학 구성 요소를 오염시키고 손상을 일으키지 않도록 압축 공기에는 물, 기름 및 먼지가 없어야 합니다. 그러므로 깨끗한 공기를 보장하기 위해서는 필터가 필요합니다.

산소

산소는 절단 시 반응성 특성으로 인해 레이저 절단에 사용된 최초의 보조 가스 중 하나였습니다. 산소와 금속 사이의 반응은 실제로 열의 형태로 추가 에너지를 생성하며, 이는 절단 과정을 지원하고 연소 보조제 역할을 합니다. 절단 과정에서 산소는 열과 반응하여 절단 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 생성된 산화막은 반사 재료의 빔 스펙트럼 흡수 지수를 증가시켜 레이저 에너지를 보다 효율적으로 사용하고 레이저 절단 기계의 속도를 높입니다.

질소

질소는 화학적으로 비활성이며 가공 중인 가공물과 함께 쉽게 산화되지 않습니다. 티타늄과 같은 일부 특수 재료를 제외하고 대부분의 응용 분야에서 질소는 비반응성 또는 불활성 보조 가스로 간주됩니다. 이는 절단 과정에서 질소가 금속의 어떤 구성 요소와도 반응하지 않는다는 것을 의미합니다. 대부분의 경우 질소는 가공물의 가장자리 품질을 극대화하는 데 도움이 되는 보조 가스로 간주됩니다. 질소로 절단할 때는 더 높은 순도가 필요합니다.

아르곤

아르곤은 또한 비활성 화학적 특성을 지닌 불활성 가스이며 가공 대상물과 함께 쉽게 산화되지 않습니다. 다른 보조 가스보다 사용 비용이 더 많이 들고 대부분의 금속 제조 업체에서 사용하는 가장 희귀하고 값비싼 가스입니다. 질소로 잘 절단되는 재료는 아르곤으로 절단할 수도 있으며, 이는 유사한 고품질 가장자리를 제공할 수 있습니다. 더 비싼 아르곤을 사용하는 주된 이유는 순수한 질소를 절단해도 금속의 일부가 화학적으로 활성 상태로 남아 있기 때문입니다.

레이저 절단 금속에는 어떤 종류의 보조 가스가 필요합니까?

레이저 절단 프로젝트를 시작할 때 판금의 재료와 두께에 맞는 보조 가스를 선택해야 합니다. 다양한 보조 가스에는 고유한 기능과 장점이 있습니다. 다양한 가스의 장점을 올바르게 활용해야만 더 높은 절단 품질과 더 빠른 절단 속도를 얻을 수 있습니다.

레이저 절단에 압축 공기 적용

압축 공기는 금속 시트가 절단 단면을 많이 요구하지 않는 처리 시나리오에서 주로 사용됩니다. 레이저 에너지를 사용하여 금속 가공물을 녹이고 높은 공기압을 사용하여 녹은 재료를 날려버립니다. 압축 공기를 사용하여 공작물 절단을 보조하면 공작물의 절단 끝 표면이 노란색으로 변합니다. 압축 공기는 주로 탄소강, 알루미늄, 알루미늄 합금, 황동, 전기 도금 강판 및 기타 금속 재료를 절단하는 데 적합합니다. 판금 섀시, 캐비닛 및 캐비닛과 같은 일부 제품 산업에서 널리 사용됩니다. 절단을 돕기 위해 압축 공기를 사용할 때는 공기 압축기의 유지 관리에 주의해야 합니다. 공기가 깨끗하지 않으면 레이저 절단 헤드, 렌즈 및 파이버 레이저 발생기가 특정 손상을 입을 수 있으며 공작물의 절단 품질에도 큰 영향을 미칩니다.
압축공기의 장점은 비용이 매우 저렴하고 공기압축기를 통해 직접 공급할 수 있어 다른 가스에 비해 사용이 매우 편리하다는 것입니다. 그러나 압축 공기는 금속 절단에도 명백한 단점이 있습니다. 절단면에 버가 발생하여 2차 가공이 필요할 수 있습니다. 또한 압축 공기에는 약 20%의 산소가 포함되어 있으므로 절단된 작업물이 검게 변하여 제품 품질에 영향을 미치고 절단 효율이 산소 절단보다 훨씬 낮습니다.

레이저 절단에 산소 적용

산소로 절단할 경우 재료는 레이저 빔에 의해 특정 온도까지 가열된 후 연소되어 기화됩니다. 산소는 레이저 절단 탄소강에 사용되는 표준 반응성 보조 가스로, 산소의 반응성으로 인해 절단 열이 증가하므로 더 두꺼운 강철을 절단할 수 있습니다. 탄소강을 절단할 때 산소는 탄소강 커프의 탄소를 연소하여 추가 열을 생성하므로 덜 강력한 레이저 발생기로 두꺼운 재료를 절단할 수 있습니다.
그럼에도 불구하고, 산소 절단의 이러한 반응성은 일부 부정적인 영향을 미칠 수도 있습니다. 좋은 모서리 품질이 요구되는 경우 일반적으로 재료의 절단 속도와 공기압이 제한됩니다. 산소 보조 절단 중에 가스 압력과 유속이 증가함에 따라 화학 반응이 증가합니다. 이로 인해 가공물의 열이 증가하고 가장자리의 용융이 증가합니다. 이는 고품질 절삭날이 필요한 용도에는 적합하지 않습니다. 또한 산소 절단 금속은 종종 절단 가장자리에 산화물을 형성하여 가공물의 표면을 검게 만들고 가공물을 청소해야 할 수도 있습니다.

레이저 절단에 질소 적용

질소 보조 레이저 절단은 열 영향을 받는 영역이 매우 얇은 다양한 재료에서 매우 높은 품질의 가장자리를 생성합니다. 질소는 대부분의 알루미늄, 연강, 아연도금강 및 UHSS 자동차강 응용 분야에서 빠른 절단 속도로 경제적인 가격으로 최고의 가장자리 품질을 생산합니다. 절단용 보조 가스로 질소를 사용하는 경우 질소는 용탕 주위에 보호 분위기를 형성하여 재료의 산화를 방지하고 산화막 형성을 방지하며 무산화 절단을 달성합니다. 이 기능으로 인해 질소는 사용 전 일정 기간 동안 보관해야 하는 부품에 흔히 사용됩니다. 산소 및 에어 절단으로 장기간 보관할 경우 절단 모서리에 녹이 발생할 수 있기 때문입니다. 또한, 비산화 절단 공작물은 직접 용접, 강한 내식성 등의 특성을 가지며 절단면은 흰색입니다. 질소 절단 중 가스 흐름의 변화는 절단에 큰 영향을 미칩니다. 절단 가스 압력을 보장하는 동시에 충분한 가스 흐름도 보장되어야 합니다.
질소는 금속 절단용 보조 가스로 사용될 때도 단점이 있습니다. 질소는 금속과 화학적으로 반응하지 않기 때문에 반응열이 없고 절단능력도 산소로 절단하는 것만큼 좋지 않습니다. 질소 절단의 질소 소비량은 산소 절단의 몇 배이며 절단 비용은 산소 절단보다 높습니다. 소비량 측면에서 산소 절단에는 2Bar의 압력과 약 10m³/h의 소비량이 필요합니다. 질소 절단에는 22/30 Bar의 압력과 약 40 ~ 60/120 m³/h의 소비가 필요합니다. 또한 질소 레이저 절단 속도는 산소 레이저 절단보다 약 30% 느립니다.

레이저 절단에 아르곤 가스 적용

아르곤은 질소를 절단할 때 화학 반응을 일으키는 금속에 사용되는 불활성 가스입니다. 레이저 절단 중 산화 및 질화를 방지할 수 있습니다. 아르곤 가스는 티타늄 및 티타늄 합금을 가공하는 데 종종 사용됩니다. 레이저 절단기가 금속을 가열하는 온도에서 티타늄은 순수한 질소 분위기에서도 화학적으로 반응합니다. 이것이 질소 대신 아르곤을 선택하는 주된 이유입니다. 그러나 아르곤은 가격이 매우 비싸고 장기간 사용하기에는 적합하지 않습니다.

요약하다

위의 소개를 통해 각 보조가스의 기능과 장점, 한계를 이해할 수 있습니다. 압축 공기는 절개 표면의 색상에 대한 엄격한 요구 사항이 없는 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 구하기도 쉽고 가격도 저렴합니다. 높은 절단 단면이 필요하지 않은 두꺼운 금속에는 산소를 사용하여 절단 속도를 높일 수 있습니다. 질소는 높은 절단 표면 품질이 요구되는 응용 분야 시나리오에 사용될 수 있습니다. 공작물은 정밀도가 높으며 다음 단계에서 직접 처리할 수 있습니다. 아르곤 가스는 주로 티타늄 및 티타늄 합금에 사용됩니다.
가공할 금속의 특성에 따라 적절한 보조가스를 선택하면 절단 품질을 보장하면서 사용자가 더 많은 운영 비용을 절감할 수 있습니다. 레이저 커팅에 대해 더 자세히 알고 싶다면 다음을 주목하세요. AccTek 레이저.

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