在激光加工行業(yè)，如何降低成本是很多用戶最關(guān)心的問題。隨著光纖激光器在厚板切割工藝上的進(jìn)步，使得傳統(tǒng)的二氧化碳激光器幾乎沒有了優(yōu)勢，目前光纖激光器已經(jīng)占據(jù)著激光切割行業(yè)絕大部分市場，究其原因最重要一點(diǎn)是成本，而使用空氣作為輔助氣體切割無疑會進(jìn)一步增加成本優(yōu)勢。我們只有充分認(rèn)識到其優(yōu)缺點(diǎn)，才能發(fā)揮其優(yōu)勢為廣大用戶降低成本。
常用的激光光切割氣體主要有三種，氧氣、氮?dú)夂涂諝猓鯕夂偷獨(dú)庾鳛槌Ｒ?guī)切割氣體。
氧氣主要用于碳鋼切割和不銹鋼鋁板厚板的穿孔，主要與切割金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的氧化熱，另外一定壓力的氣體會吹走氧化物和熔渣，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱，切割不需要太高的功率。缺點(diǎn)是薄板切割速度慢，切割尖角時(shí)容易過燒。
氮?dú)庵饕糜诓讳P鋼和鋁板切割，如果激光器功率足夠大薄的碳鋼板用氮?dú)馇懈钏俣葧玫酱蠓嵘５獨(dú)庠谇懈钸^程中的作用是杜絕氧化反應(yīng)并利用其高氣壓吹走融熔物，所以可以得到比較光亮的斷面效果，當(dāng)然尖角的效果也會更好。缺點(diǎn)是氣體成本高，厚板切割速度慢。
空氣本身存在于空氣中，我只需要空壓機(jī)將其壓縮到儲氣罐，然后再經(jīng)過過濾冷卻和干燥即可使用，主要成本是電費(fèi)和設(shè)備保養(yǎng)費(fèi)用。空氣的主要成分就是大約80%的氮?dú)夂?0%氧氣的混合，所以空氣在一定程度可以彌補(bǔ)氧氣和氮?dú)獾牟蛔恪８鶕?jù)我們目前實(shí)驗(yàn)，以3000w光纖激光切割機(jī)為例，只需要空壓機(jī)出口壓力達(dá)到1.2Mpa的空氣即可實(shí)現(xiàn)對2mm以下碳鋼，10mm以下不銹鋼，5毫米以下鋁板優(yōu)質(zhì)切割。傳統(tǒng)的二氧化碳激光器也可以用空氣切割，但是光斑特性影響切割質(zhì)量不好，光纖激光器由于能量密度更大熱影響區(qū)域更小配合空氣切割可以達(dá)到意想不到的結(jié)果。下面我們針對碳鋼、不銹鋼和鋁板實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)具體分析一下空氣切割的優(yōu)缺點(diǎn)。
碳鋼氧氣和空氣切割數(shù)據(jù)對比
空氣切割只需要1.2mpa的空氣壓力2mm以下碳鋼實(shí)現(xiàn)斷面光滑無掛渣，最重要的是其加工速度實(shí)現(xiàn)成倍的增長。為什么數(shù)據(jù)會出現(xiàn)這么大變化，這是因?yàn)槭褂醚鯕馇懈畋“逡话悴粫玫綕M功率，滿功率使用氧氣切割薄板切割速度也上不來，還容易造成轉(zhuǎn)角處過燒，這就是氧氣切割薄板的瓶頸所在。使用空氣切割恰好解決這些問題，可以實(shí)現(xiàn)滿功率切割，速度大幅提升，尖角的切割效果也會得到改善。
當(dāng)然如果想要切割更厚的碳鋼板則需要繼續(xù)提高空氣壓力，可能會用到增壓裝置，對過濾裝置的要求也會增加，所以成本會增加很多。另外中厚碳鋼板更適合用氧氣切割，碳鋼中厚板使用空氣切割不僅切割速度慢切割質(zhì)量也不如氧氣切割，這也是我們?yōu)槭裁粗唤ㄗh2mm以下使用空氣切割的原因。
不銹鋼氮?dú)夂涂諝馇懈顢?shù)據(jù)對比
根據(jù)數(shù)據(jù)可以看到，空氣切割不銹鋼時(shí)除了3mm厚度切割速度沒有增加，切割其他厚度速度都有不同程度的提升。一般人可能認(rèn)為，空氣中含有20%左右的氧氣，切割出的斷面肯定是發(fā)黃發(fā)黑的，根據(jù)我們測試的效果看，2mm以下不銹鋼使用空氣切割出來的效果幾乎是白色亮面無渣，這主要是由于光纖激光器能量密度大熱影響區(qū)域小當(dāng)切割速度夠快時(shí)氧化的效果就不明顯了。3~4mm切割斷面呈略黃狀態(tài)，斷面不錯(cuò)，無掛渣。5~10mm厚度斷面就發(fā)黑了，厚度越大速度越慢，斷面越黑，但是空氣切割速度還是比氮?dú)馇懈钏俣忍岣卟簧佟Ｎ覀冎狼懈畈讳P鋼時(shí)厚度越大所需的氣體壓力就越大，例如切割10mm不銹鋼時(shí)切割氣體壓力需要達(dá)到1.5~1.8mpa，一瓶普通氮?dú)?0分鐘不到就用完了，一瓶氮?dú)獾某杀敬蠹s25元，一個(gè)小時(shí)算下來氣體成本至少也要100元，而用空氣切割只消耗電費(fèi)一個(gè)小時(shí)成本不超過10塊錢。事實(shí)上很多客戶對切割工件斷面顏色本身并無過多要求，主要是尺寸要求，還有無掛渣。空氣切割8mm以下不銹鋼無掛渣，10mm不銹鋼只有少量毛渣，很容易就處理掉。
如下圖：上面為空切割，下面為氮?dú)馇懈?0mm不銹鋼
從圖中看，除了切割面是黑的外，無論是刮渣情況還是切割斷面都不遜于氮?dú)馇懈睢?br />
鋁板氮?dú)夂涂諝馇懈顢?shù)據(jù)對比
不得不說空氣切割鋁板優(yōu)勢更明顯，首先速度得到了明顯提升，而且不存在斷面發(fā)黑的問題，因?yàn)檠趸X本身就是白色。了解光纖激光切割的人都知道，光纖激光器比二氧化碳激光器更適合切割鋁板，但是光纖激光使用氮?dú)馇懈钿X板很難避免刮渣的問題，這也是一直困擾很多用戶的麻煩。然而，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室工藝試驗(yàn)使用空氣切割3mm以下鋁板使用新工藝方法可以做到幾乎不掛渣。這就是空氣帶來的神奇效果，氮?dú)馇懈钸_(dá)不到的效果。
如下圖：左邊為氮?dú)馇懈睿疫厼榭諝馇懈?mm鋁板
從圖中看，空氣切割斷面不錯(cuò)而且沒有掛渣，這是氮?dú)馇懈铍y以做到的。
通過上述三個(gè)表格數(shù)據(jù)對比可以看出，使用空氣切割對切割效率和切割質(zhì)量改善都有獨(dú)特之處，在面對不同材料的切割時(shí)為我們增加了一個(gè)很有意義的選擇。空氣切割不僅僅可以用于碳鋼、不銹鋼和鋁板，還可以用于切割紫銅板、鍍鋅板等材料。針對不同材料的切割工藝還有很多工作需要我們?nèi)プ觯苍S還有更精彩的發(fā)現(xiàn)。
當(dāng)然，空氣切割也不是沒有缺點(diǎn)，我們需要特別注意如果經(jīng)常使用空氣切割，那么請一定記得空壓機(jī)和冷干機(jī)按時(shí)保養(yǎng)，保證空氣質(zhì)量潔凈無水無油。如果不注意這些可能造成的空氣不潔凈含水含油，不潔凈的空氣進(jìn)入切割頭首先會污染保護(hù)鏡影響切割質(zhì)量，如果不及時(shí)處理還有可能損害傳感器。未加裝增壓裝置的設(shè)備，受壓力限制切割厚度和切割速度會受到限制。另外，中小功率光纖激光切割機(jī)使用空氣切割對切割速度提升效果不大，大功率光纖激光器會更有優(yōu)勢。
如今大功率光纖激光切割機(jī)越來越多的走向市場，競爭也越來越激烈，如果擁有更大的成本優(yōu)勢就更有機(jī)會抓住訂單把握市場。空氣切割技術(shù)成熟與推廣必定會帶來更多的機(jī)遇，這也需要我們激光人繼續(xù)努力，為用戶帶來更多的實(shí)惠！
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
