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激光切割:高功率+空氣=低成本?

湖北省福彩中心被通报 www.ydlucn.com.cn 隨著激光加工行業的競爭日益激烈,如何提高效率、降低成本成為大多數用戶關心的問題。光纖激光切割機憑著切割速度快、材料變形小、加工精度高等優勢,迅速成為了市場主流。高功率激光的應用,更是大大提高了激光加工的效率,薄板極限切割速度已能夠挑戰機械性能的控制極限,中厚板切割工藝也在不斷突破中。

激光切割:高功率+空氣=低成本?

上表為不同功率激光切割機所對應的不銹鋼氮氣切割的速度對比??杉圓恍飧智懈疃?,激光器功率越高,切割速度就越快。

光纖激光切割機常用的切割輔助氣體有氧氣、氮氣、空氣三種。但由于氮氣、氧氣成本均高于壓縮空氣,且氮氣、氧氣的價格逐年上漲,因此使用空氣作為切割輔助氣體,能大大降低生產的成本。

氧氣主要用于碳鋼切割,其原理是氧氣與金屬發生氧化反應,放出大量的氧化熱,同時一定氣壓會把氧化物和熔渣從反應區吹出,在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應產生了大量的熱,因此不需要太高的功率,但切尖角容易過燒。

氮氣主要用于不銹鋼和鋁板切割,同時也可切割一定厚度的碳鋼板,功率越高,可切割的碳鋼板厚度也越大。氮氣切割依靠激光的能量把金屬熔化,高氣壓吹走熔融物并保證期間避免發生不合理的化學反應。在不銹鋼、鋁板切割上可以得到比較光亮的斷面效果,尖角效果也更好。

空氣本身存在于大氣中,利用空壓機將其壓縮到儲氣罐,再經過過濾、冷卻和干燥裝置,去除空氣中的水和油,即可使用??掌那懈鈐磧氳嗨?,但由于空氣中含有約20%的氧氣,因此可在一定程度彌補氧氣和氮氣的不足。

下面以8kw激光切割機為例,針對不銹鋼、碳鋼兩種材料,對比各輔助氣體的切割效果。

激光切割:高功率+空氣=低成本?

從上往下依次為:12mm不銹鋼氮氣切割斷面、12mm不銹鋼空氣切割斷面、12mm不銹鋼空氣切割經拋光處理后的斷面。相比于氮氣切割,空氣切割的斷面較黑,但不掛渣,經過拋光處理后,斷面也可達到較為光亮的效果。

激光切割:高功率+空氣=低成本?

從速度上看,空氣切割不銹鋼略快于氮氣,但優勢并不明顯。

激光切割:高功率+空氣=低成本?

圖為空氣切割8mm碳鋼和10mm碳鋼的效果??杉?mm碳鋼有輕微掛渣,10mm掛渣較為嚴重,因此空氣切割不建議用于10mm以上的碳鋼板切割。同時,由于不同來源的碳鋼板質量不同,切割效果會有較大差異,因此空氣切割碳鋼工藝的穩定性還需要市場進一步驗證。

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切割速度方面,空氣與氮氣相比并沒有優勢,但二者在8mm及以下的厚度上遠遠領先于氧氣。當然,氧氣切割碳鋼斷面的光亮度和底面光潔度,會更優于空氣和氮氣。

綜合考慮,在要求相對寬松的情況下,空氣切割具有較大成本優勢。但要注意,采用空氣切割,必須保證空氣經冷干機過濾,空壓機、冷干機需定時保養。若進入切割頭的空氣中含有水和油,會在短時間內造成?;ぞ燈崳?,影響切割質量,此時若未及時更換?;ぞ?,在高功率光束照射下還可能導致切割頭內部溫度升高,有可能造成內部鏡組的損壞。

對于加工量大的工廠而言,搭配高功率切割機,空氣切割能為其帶來更高的效率和更低的成本,這方面的收益遠高于工件二次處理的成本。但對于小型加工廠而言,空氣切割就未必能把成本降下來。因此是否采用空氣切割,需要根據自家產量來決定。