هل النيتروجين أم الأكسجين أفضل للقطع بالليزر؟
Mar 21, 2025في قطع الليزر ، يعتمد اختيار النيتروجين (N₂) والأكسجين (O₂) بشكل أساسي على نوع المواد المراد قطعها ومتطلبات جودة القطع وفعالية التكلفة. فيما يلي تحليل مقارن للاثنين والاقتراحات للسيناريوهات المعمول بها:
قابلية تطبيق النيتروجين (N₂)
المزايا:
1. لا يوجد قطع أكسدة
- مواد قابلة للتطبيق: الفولاذ المقاوم للصدأ ، الألومنيوم ، سبيكة التيتانيوم ، النحاس والمعادن الأخرى غير الحديدية أو مواد عاكسة عالية.
- التأثير: يمكن للنيتروجين كغاز خامل أن يمنع تفاعل الأكسدة بين المادة والأكسجين أثناء عملية القطع ، وحافة الشق ناعمة ولا توجد طبقة أكسيد ، مما يقلل من الحاجة إلى الطحن أو الطلاء اللاحق.
2. جودة السطح العالية
- سطح القطع النظيف ، مناسب للآلات الدقيقة مع متطلبات السطح الصارمة (مثل المعدات الطبية ، أجزاء المنتج الإلكترونية).
3. تجنب بقايا الخبث
- يمكن للنيتروجين المرتفع نقاء (أكثر من 99.9 ٪) أن ينفجر المعادن المنصهرة بشكل فعال تحت الضغط العالي ، مما يقلل من التصاق الخبث.
سلبيات:
1. التكلفة العالية
- استهلاك النيتروجين الكبير (ارتفاع الضغط ، ارتفاع التدفق) ، وارتفاع النيتروجين النقاء باهظ الثمن ، خاصة بالنسبة لتكاليف قطع الألواح السميكة بشكل كبير.
2. سرعة القطع بطيئة
- لا يوجد رد فعل طارد للحرارة ، يعتمد تمامًا على طاقة الليزر لإذابة المادة ، فإن سرعة القطع أقل من القطع بمساعدة الأكسجين.
ثانياً ، قابلية تطبيق الأكسجين (O2)
المزايا:
1. رد الفعل الحراري يسرع القطع
- المواد المعمول بها: الصلب الكربوني (مثل الفولاذ الكربوني المنخفض ، الصلب الكربوني المتوسط)
- المبدأ: يتفاعل الأكسجين مع ارتفاع درجة حرارة الأكسدة المعدنية (Fe + O₂ → Feo + Heat) ، وإطلاق طاقة حرارة إضافية وزيادة سرعة القطع بشكل كبير (30 ٪ إلى 50 ٪ أسرع من النيتروجين).
2. الاقتصاد الجيد
- انخفاض تكلفة الأكسجين ، وبسبب تفاعل حرارة التفاعل يمكن أن يقلل من متطلبات طاقة الليزر ، مناسبة لمعالجة الفولاذ الكربوني عالية الحجم.
3. مزايا قطع الصفائح السميكة
- بالنسبة لألواح الصلب الكربوني السميك (مثل أكثر من 20 مم) ، يمكن أن تخترق مساعدة الأكسجين بشكل فعال والحفاظ على كفاءة القطع.
سلبيات:
1. مشكلة الأكسدة
- ستشكل حافة القطع طبقة أكسيد (أسود أو أصفر) ، والتي تتطلب علاجًا لاحقًا (مثل الطحن ، الطلاء) ، مما يؤثر على جودة السطح.
2. لا ينطبق على المعادن غير الحديدية
- تميل الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والمواد الأخرى المقطوعة في الأكسجين إلى إنتاج أكاسيد نقاط ذوبان عالية (مثل al₂o₃) ، مما يؤدي إلى رديء جودة القطع أو حتى الفشل.
ثالثا. الاحتياطات الأخرى
1. متطلبات نقاء الغاز
- النيتروجين: 99.9 ٪ (موصى به لخفض الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر من 99.99 ٪).
- الأكسجين: نقاء ≥99.5 ٪ لتجنب الشوائب التي تؤثر على كفاءة التفاعل.
2. ضغط الغاز والتدفق
يتطلب النيتروجين عادة ضغطًا أعلى (على سبيل المثال ، من 20 إلى 30BAR) لتفجير الذوبان.
- انخفاض ضغط الأكسجين (على سبيل المثال ، 10 إلى 15BAR) ، ولكن مع مراعاة تعديل سمك المادة.
3. بدائل
- قطع الهواء: أقل تكلفة ، ولكنها مناسبة فقط للصلب الكربوني الرقيق أو جودة المشهد ليست عالية ، فإن أكسدة الشق واضحة.
- الغاز المختلط: تستخدم بعض السيناريوهات خليط الأكسجين النيتروجيني (مثل قطع الورقة المجلفنة) ، وموازنة السرعة ومشاكل الأكسدة.
في ملخص:
- النيتروجين: إذا كانت مادة القطع هي المعادن غير الحديدية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم ، أو أن الانتهاء من شق (مثل أجزاء المظهر وقطع الأجزاء الدقيقة).
اختر الأكسجين: إذا كان قطع الصلب الكربوني ومتابعة الكفاءة وتكلفة مزايا ، وخاصة مناسبة لمعالجة الألواح السميكة.
-المفاضلة بين الاقتصاد والجودة: يفضل النيتروجين للمنتجات ذات القيمة المضافة العالية ، ويفضل الأوكسجين لمعالجة الفولاذ الكربوني عالية الحجم.
يمكن أن يحسن اختيار الغاز المرن وفقًا للاحتياجات المحددة بشكل كبير كفاءة خفض الليزر وتكاليف التحكم.
إذا كان لديك المزيد من الأفكار ، يرجى الاتصال بنا!
هاتف: +86 -18855551088
البريد الإلكتروني: info@accurl.com
WhatsApp/Mobile: +86 -18855551088