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空壓機應用:激光切割機用空壓機,全面解析!

發(fā)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(yè)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(yè)都在絞盡腦汁的發(fā)掘新的行業(yè)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(yè),從幾十家達到了4、500家。越來越多的鈑金加工企業(yè)、廚衛(wèi)制造企業(yè)、汽車部件加工企業(yè)都越來越多的在使用激光切割機尤其是鈑金加工行業(yè),基本已經取代了傳統(tǒng)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(tǒng)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(qū)別只是氧助熔化切割用了氧氣助燃,這和傳統(tǒng)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(fā)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(yōu)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(yè)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(fā)生器發(fā)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(xù)加工造成一定的影響。切口端面發(fā)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(fā)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(tǒng),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(jié)省成本的。

這就是目前配套激光切割機的空壓機,非常火爆的根本原因。

 
 

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(fā)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(guī)格,常見的有7個規(guī)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(tǒng)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(tǒng)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(yōu)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(yè)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(tǒng)。

這種壓縮空氣系統(tǒng),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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