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      空壓機應用:激光切割機用空壓機,全面解析!

      發布時間:2020-04-10 20:53人氣:
      激光切割機

      空壓機的用途雖然非常廣泛,但架不住門檻不高,生產空壓機的企業每年都還在增加,這直接導致空壓機市場的競爭越來越激烈。

      每一家空壓機企業都在絞盡腦汁的發掘新的行業應用。這兩年,比較典型火爆的細分市場,就是激光切割領域。

       

       

      激光切割機的基本情況

       

       

      先講講激光切割機的一些基本情況

      激光切割機配套空壓機

      激光切割應該是被大家最為熟知的一種激光技術,已經有三四十年的應用歷史。

      在我國,尤其是在2010年以后,國內激光切割機企業,從幾十家達到了4、500家。越來越多的鈑金加工企業、廚衛制造企業、汽車部件加工企業都越來越多的在使用激光切割機尤其是鈑金加工行業,基本已經取代了傳統的加工方式。

      激光切割機目前主要有:

      光纖激光、二氧化碳激光、YAG固體激光、碟片激光這四種類型的切割機。

      激光切割機工作的基本原理:

      利用聚焦的高功率高密度的激光束照射工件,被照射出的材料迅速熔化、氣化、燒蝕或達到燃點,同時借助與光束同軸的高速氣流去除熔化的物質,從而實現割開工件。激光切割屬于典型的熱切割方法。

      其實簡單理解,就和傳統的,人工用割鋸,就是一瓶乙炔,一瓶氧氣那種切割方式差不太多。只是激光切割可以達到更高的溫度,更高的精度,更高的效率。

      激光切割幾種不同的切割方式:

      氣化切割、熔化切割、氧助熔化切割等。

      氣化切割顧名思義就是溫度極高,將材料直接汽化形成割縫。

      熔化和氧助熔化切割,實際上都是將材料熔化再吹走形成割縫,區別只是氧助熔化切割用了氧氣助燃,這和傳統的手拿割鋸切割一樣。

      不同的材料適用用不同的切割方式:

      比如氣化切割,材料要能夠被氣化,激光切割機的功率和功率密度一定要大,而且材料一定是比較薄以及導熱性不強的非金屬材料(比如薄金屬板、玻璃、陶瓷材料、木材、紙板等等)。

      一些不易氧化的材料、活性金屬材料(如不銹鋼、鋁材、鍍鋅板、鈦合金等等)。用激光熔化切割方式比較多,這種切割方式,最直觀的體現就是割縫比較干凈,不發黑。

      而一些我們常見的碳鋼材,鋼板這些材料,多用氧助熔化切割方式,切割速度比較快。

      總結一下

      激光切割的優勢:
      切割速度和切割質量的綜合表現比較不錯,再加上近年來,隨著國內企業部分掌握了核心技術,價格得以越來越“親民”,因此市場容量正不斷擴大。
       
       

      激光切割機上的用途

       

       

       

      激光切割機的原理

      激光發生器發出的激光束,經反射鏡轉變方向,在經過透鏡聚焦,形成高功率高密度的激光束,被照射處的材料迅速熔化、氣化、燒蝕,完成切割。

       

      激光切割輔助氣體作用

      1、助燃及散熱、

      2、及時吹掉切割產生的熔漬、防止切割熔漬向上反彈進入噴嘴、

      3、保護聚焦透鏡。

      常用的輔助氣體有氧氣 、氮氣和壓縮空氣,有時還會用到氬氣。

      一般都根據被切割材料的不同,激光切割機的功率,不同的激光切割工藝,輔助氣體的選擇也不盡相同。如:
      氧氣,切割工藝是氧助熔化切割,輔助氣體就是氧氣。在切割中,氧氣與鐵元素的化學反應熱,促進了金屬的吸熱熔化,可以大幅度提高切割效率和切割厚度,但是由于氧氣的存在,會在切口端面產生明顯的氧化膜,會對切割面周圍產生淬火效應,對后續加工造成一定的影響。切口端面發黑或者暗黃色。

      氮氣,如果采用氮氣作為輔助氣體,

      會在切割材料的金屬周圍形成保護層,防止材料被氧化,避免氧化膜的形成??梢灾苯舆M行進一步加工。切口端面發白。
      氬氣,氬氣和氮氣一樣,同為惰性氣體,在激光切割中也能起到防止氧化和氮化的作用。一般普通激光切割采用氬氣是極不劃算。氬氣切割主要用于鈦及鈦合金等。
      簡單理解一下,就是說用氧氣速度快,但品質差(主要是說存在氧化層)。用氮氣雖然品質好,但是速度最慢。氬氣價格高限制了其大量使用,只在特殊情況下才使用。
       

      壓縮空氣

      輔助氣體如果使用壓縮空氣,我們知道:

      空氣中本來就有約21%的氧氣和78%的氮氣。

      就切割速度來說,確實沒有純氧助熔切割方式的速度快,就切割品質來說,確實也沒有純氮氣保護的切割方式效果好。但這話也可以反過來從積極的角度來講:輔助氣體使用壓縮空氣的,切割速度比氮氣保護的速度快,而切割品質呢,又比氧氣切割的方式好。
      最重要的是,壓縮空氣可以用空壓機直接提供,相對于氧氣、氮氣、氬氣,更容易獲得,并且不存在氣體泄露可能造成的風險。
      特別重要的一點是,價格非常便宜。舉個例子,氮氣,大約1.5元/m3左右。而壓縮空氣每立方的成本大約在0.1~0.2元之間,僅僅是使用氮氣成本的零頭。

      當然,使用壓縮空氣需要購置一套壓縮空氣系統,初始投資會比較高一些。但是其實,只需要簡單核算一下,就能很容易的得出,如果是長期使用激光切割機進行加工,如果不是對速度,或者是對品質有極高的單獨要求,激光切割機的輔助氣體,使用壓縮空氣是非常節省成本的。

      這就是目前配套激光切割機的空壓機,非?;鸨母驹?。

       
       

      空壓機如何選配?

       

       

      激光切割機上如果使用壓縮空氣作為輔助氣體。

      有這幾個用處:

      切割氣體、氣缸動力氣源和光路正壓除塵用這三種用途。
      其中切割氣體是主要用氣,約占總需氣量的80~90%。如果輔助氣源是氧氣或者氮氣,另外兩項用途也是需要壓縮空氣的,只不過流量非常小,普通的動力用壓縮空氣即可。
      壓縮空氣,作為激光切割的輔助氣體的要求,主要有三個方面:壓力、流量和氣源品質。

      壓力

      在激光功率足夠大的情況下,壓力越高,切割質量越好,切割效率越高。

      但如果激光功率不夠大,壓力再高也不會有什么幫助。畢竟,激光功率夠大,才能更快的熔化切割材料。
      但是,目前市場上,配套激光切割機的空壓機壓力不斷水漲船高,從早期的8公斤到13公斤,又到15公斤,目前正在向20公斤發展。

      而同時,大功率的激光切割機價格也在不斷下落中。因此,在選購空壓機壓力的時候,建議用戶盡量寧高勿低。選擇更高壓力的為好,以便兼容之后的更大功率的切割機。

      流量

      流量的大小主要是看噴嘴的大小,正如前面所說,噴嘴占到用氣量的80~90%。激光切割機的噴頭有好多個規格,常見的有7個規格:1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0。

      這個流量的確定,可以通過噴嘴流量的計算獲得,或者通過噴嘴流量表查詢,或者直接詢問激光切割機廠家。

      壓縮空氣的品質

      壓縮空氣的品質對激光切割質量有非常直接的影響。

      壓縮空氣中含有水霧和油,如果沒有處理干凈,高壓噴射到激光切割頭的保護鏡面上,就會嚴重影響激光束的傳輸,使焦點分散,造成產品切不透,產生廢品。超大功率的激光切割機也有可能燒壞激光頭。
      所以,配套激光切割機的壓縮空氣系統對油、水的含量極其敏感,要求無油無水無塵。實際上,配套激光切割機的壓縮空氣系統的最大難點在于壓縮空氣的干燥凈化裝置。

      油的去除,可以選用原理上無油的產品,如無油活塞、無油渦旋、無油螺桿或者是微油螺桿機通過多級過濾除油。

      水的去除,需要配置干燥機,而且干燥機的性能必須非常優越。

      粉塵的去除,需要配置精度足夠的高精密過濾器組以充分濾除油分和塵埃顆粒。

      經過處理之后的壓縮空氣:

      壓力露點需要達到2~5℃

      殘油量≤0.001 ppm

      顆粒物含量≤0.01 μm

      目前在行業內,針對激光切割機推出的專用型產品。通常將微油螺桿和后處理設備撬裝在一起,形成一套完整的氣源系統。

      這種壓縮空氣系統,通常比用戶自己采購單個產品來進行配置,或交由中間商配置的,更科學、更可靠、更有保障。

       

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