激光切割(氧气作为辅助气)
2024-10-28 16:39:34
激光切割中,氧切割是将氧气作为辅助气体参与并进行金属切割的应用,十分常见;
氧切割的工作原理是利用高能密度的激光束照射工件,使材料迅速熔化、汽化或达到燃点。同时,通过同轴的喷嘴喷吹氧气等活性气体,与切割金属发生氧化反应,并释放出大量的氧化热。氧气作为辅助气体,不仅可以参与燃烧过程,还能吹走熔融的氧化物和熔化物,从而形成切口。
一般来说,氧切割具有以下使用特点及应用场景:
使用特点:
1、助燃作用:氧气与金属发生化学反应,会产生大量的热量,使得切割过程更加高效。这种助燃效果对于厚板切割尤其明显,能够加快切割进程。
2、形成氧化膜:切割过程中,氧气会使切口端面形成一层氧化膜。这层氧化膜可以提高反射材料的光束光谱吸收因素,使激光能量更有效地被利用。但是,氧化膜也会导致切口断面发黑或者暗黄色,所以,无法满足对切割面颜色有要求的应用场景。
3、成本较低:通过空气分离等方式可以较为容易地获取高纯度的氧气,因此在一些适合氧气切割的项目中,氧气的获取与使用不会带来较大的负担。
4、增强切割能力:在某些情况下,氧气能增强激光切割机的切割能力,应对更复杂的工艺需求。特别是对于较厚的金属材料,使用氧气切割可以更容易地实现穿透。
应用场景:
1、厚板切割:氧气切割适用于厚板的切割,如碳钢、不锈钢、合金金属等。在这些材料的切割过程中,氧气的助燃作用能够提高切割效率和质量。
2、高速切割:由于氧气能提高切割速度,因此在需要快速切割的场景中,氧气切割是一个不错的选择;可以缩短加工时间,提高生产效率。
3、极薄板切割:在可精确控制氧气的流量和压力的条件下,氧切割也能完成一些极薄的金属材料的切割。但需要注意,应避免对材料造成过度的热影响。
在激光切割中,供应氧气的方式主要有以下几种:
制氧机供气:
通过变压吸附(PSA)现场制氧设备将空气中的氧气分离出来,然后供应给激光切割机。制氧机可以提供持续、稳定的高纯度氧气,满足激光切割过程中对氧气的需求。
优点:能够根据实际需求随时调节氧气的流量和压力,且使用成本相对较低;减少了瓶装氧气的运输和储存的成本。
缺点:制氧系统有的初始投资,且需要一定的安装空间和维护成本。
氧气瓶组供气:
通过高压钢瓶预先充满氧气,然后在使用时逐渐释放。
优点:方法简单方便,适用于一些小型或临时性的激光切割项目。
缺点:氧气瓶需要定期更换或充气,对于大型或长期的切割项目来说,可能会增加运营成本和管理难度。此外,氧气瓶在搬运和使用过程中需要注意安全,避免碰撞和泄漏。
在选择供应氧气的方式时,需综合考虑切割材料的类型、厚度、切割要求以及成本等因素。如果对切割质量和效率有较高要求,且项目规模较大,PSA制氧机供气可能是一个较好的选择;如果项目规模较小或临时性较强,氧气瓶组供气可能更经济实惠。
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