Vergleich der Effizienz beim Laserschneiden: Luft vs. Sauerstoff vs. Stickstoff

Luft, das lebenswichtige "Gas des Lebens", das wir täglich einatmen, besteht aus 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, 0,94% Edelgasen (wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon), 0,03% Kohlendioxid und 0,03% anderen Substanzen (wie Wasserdampf und Verunreinigungen). Nun zu den Vorteilen des Luftschneidens im Laserschneidprozess. Das Prinzip [...]

Inhaltsverzeichnis

Luft, das lebenswichtige "Gas des Lebens", das wir täglich einatmen, besteht aus 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, 0,94% Edelgasen (wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon), 0,03% Kohlendioxid und 0,03% anderen Substanzen (wie Wasserdampf und Verunreinigungen).

Kommen wir nun zu den Vorteilen des Luftschneidens im Laserschneidprozess.

Laserschneiden

Das Prinzip des Luftschneidens

Das Schneidprinzip von Luft ist dem von Stickstoff sehr ähnlich. Es nutzt Laserenergie, um das Metall zu schmelzen, und hohen Druck, um das geschmolzene Material wegzublasen. Während des Prozesses können einige Metallsubstanzen oxidieren oder verbrennen und Metalloxide auf der Schnittfläche hinterlassen, z. B. graues festes Aluminiumoxid (Al2O3), schwarzes festes schwarzes Eisenoxid (Fe3O4), und Kupferoxid (CuO).

Luft, die in der Atmosphäre natürlich vorkommt, kann in einem Luftspeicher komprimiert, gefiltert, gekühlt und getrocknet werden, um Wasser und Öl zu entfernen, damit sie zum Schneiden verwendet werden kann. Der 21%-Sauerstoffgehalt der Luft kann den Mangel an Sauerstoff und Stickstoff teilweise ausgleichen.

Theoretisch kann Luft jedes metallische Material schneiden, das mit Laserenergie geschmolzen werden kann.

Luftschneiden Experiment zu Effizienz und Wirkung

Bewertung der Schneidleistung von Blechen aus rostfreiem Stahl, Kohlenstoffstahl und Aluminiumlegierungen mit einer 6 kW Laserschneiden Maschine mit Luft und Stickstoff/Sauerstoff als Schneidgase.

Experiment 1: Vergleich von Stickstoff und Luft Schneiden von rostfreiem Stahl

⊙ Vergleich der Wirkung von Stickstoff und Luft auf die Schnittfläche

⊙ Vergleich der Schnittgeschwindigkeit von Stickstoff und Luft

Analyse der Auswirkungen:

Die obige Abbildung zeigt die Schnittergebnisse von 10 mm bis 4 mm Edelstahl, in dieser Reihenfolge.

Im Vergleich zum Schneiden mit Stickstoff erscheint der mit Luft geschnittene Abschnitt dunkler, aber es ist keine Schlacke vorhanden. Nach dem Polieren kann der Schnittbereich auch ein helleres Aussehen erhalten.

In Bezug auf die Geschwindigkeit ist das Schneiden von rostfreiem Stahl mit Luft etwas schneller als mit Stickstoff, aber der Unterschied ist nicht signifikant.

Experiment 2: Vergleich des Schneidens von Kohlenstoffstahl mit Sauerstoff und Luft

⊙ Vergleich der Auswirkungen von Sauerstoff- und Luftschneidestrecken

⊙ Vergleich der Schnittgeschwindigkeit von Luft und Sauerstoff

Vergleich der Schnittgeschwindigkeit von Luft und Sauerstoff

Analyse der Auswirkungen:

Die obige Abbildung zeigt die Schnittergebnisse von 10 mm bis 3 mm Kohlenstoffstahl, in dieser Reihenfolge.

Im Vergleich zum Brennschneiden weist der 8-mm-Kohlenstoffstahl leichte Schlackenrückstände auf, während der 10-mm-Kohlenstoffstahl stärkere Schlackenrückstände aufweist.

Daher wird das Schneiden von Kohlenstoffstahlplatten, die dicker als 10 mm sind, nicht empfohlen.

Experiment 3: Vergleich von Stickstoff und Luft Aluminium schneiden Legierung

⊙ Vergleich der Wirkung von Stickstoff und Luft auf die Schnittfläche

Vergleich der Wirkung von Stickstoff und Luft im Schnittbereich

⊙ Vergleich der Schnittgeschwindigkeit von Stickstoff und Luft

Vergleich der Schnittgeschwindigkeit von Stickstoff und Luft

Analyse der Auswirkungen:

Die obige Abbildung zeigt die Schnittergebnisse von 10mm auf 3mm Aluminiumplattenin dieser Reihenfolge.

Im Vergleich zum Schneiden mit Stickstoff führt das Schneiden mit Luft zu einem feineren Schnitt und weniger Schlackenrückständen.

Was die Geschwindigkeit betrifft, so ist das Schneiden von Aluminiumplatten mit Luft etwas schneller als mit Stickstoff, aber der Unterschied ist nicht signifikant.

Zusammenfassung

Es wurden Experimente durchgeführt, um die Leistung und Effizienz des Schneidens mit Luft und Stickstoff/Sauerstoff an Blechen verschiedener Materialien und Dicken zu vergleichen.

Eine umfassende Bewertung hat ergeben, dass das Schneiden mit Luft bei relativ geringen Anforderungen eine kostengünstige Option darstellt. Die Verwendung von Luft als Schneidhilfsgas kann auch die Produktionskosten erheblich senken.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass:

Bei der Verwendung von Druckluft zum Schneiden muss unbedingt sichergestellt werden, dass die Luft in einem Kältetrockner auf einen Drucktaupunkt von 3-8 °C gebracht und einer mehrstufigen Entfettung unterzogen wird. Die Luft sollte einen Flüssigölgehalt von 0,003 ppm und einen Dampfölgehalt von 0,003 ppm aufweisen, was den Einsatz eines Filters erfordert, der speziell für die Entfernung von gasförmigem Öl ausgelegt ist.

Regelmäßige Wartung des Luftkompressors, des Kältetrockners und des Filters ist notwendig, um die Trockenheit der ölarmen Druckluft zu erhalten. Verunreinigungen wie Wasser und Öl in der Luft können die Gasleitung schnell verschmutzen und die Schutzlinse beschlagen lassen, was die Schnittqualität beeinträchtigt. Wird der Schutzspiegel nicht rechtzeitig ausgetauscht, kann dies auch zu einer Beschädigung der internen Spiegelgruppe führen, da der Hochleistungsstrahl die Innentemperatur des Schneidkopfes ansteigen lässt.

Um die kosteneffektivste Schneidlösung zu finden, die den aktuellen Schneidanforderungen am besten gerecht wird, sollten die Effizienz des Schneidens, die Kosten und der Effekt im Produktionsprozess berücksichtigt werden, was zu einem qualitativ besseren Produktionsergebnis führt.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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