隨著Holang模塊式氮?dú)獍l(fā)生器產(chǎn)品的推廣普及和用戶使用的好評(píng)度，上周我們與某激光切割廠商達(dá)成了國外項(xiàng)目的配套合作。相比較于傳統(tǒng)PSA制氮機(jī)，模塊式氮?dú)獍l(fā)生器產(chǎn)氮高效，不包含壓力容器，設(shè)備的出口不需要容器報(bào)檢，另外，也避免了出口容器的價(jià)格高、貨期長問題。

大家都知道，鍍鋅鋼板是通過表面鍍鋅來保護(hù)里面的碳鋼，長期使用也不容易生銹的一種板材。這種板材雖然會(huì)比普通碳鋼板稍微貴一點(diǎn)，但無需為了防銹而進(jìn)行的噴涂等后道工序，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，鍍鋅板的身影隨處可見。鍍鋅鋼板有三種切割工藝：空氣切割、氧氣切割和氮?dú)馇懈?。我們先分析一下這三種切割工藝各自的優(yōu)缺點(diǎn):

空氣切割:優(yōu)點(diǎn)是加工成本極低，只需要考慮激光本身和空壓機(jī)的電費(fèi)即可，無需輔助氣體費(fèi)用，在薄板上的切割效率可以匹敵氮?dú)馇懈?，是一種既經(jīng)濟(jì)又高效的切割方法。但在切斷面上的缺點(diǎn)也同樣明顯。首先，空氣切割的斷面會(huì)產(chǎn)生底面毛刺，激光加工后的產(chǎn)品還必須要經(jīng)過去毛刺等的二次加工，不利于整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)周期。其次，空氣切割的斷面容易發(fā)黑，影響產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，激光加工無需后續(xù)處理的優(yōu)點(diǎn)就無法體現(xiàn)出來，所以在針對(duì)鍍鋅鋼板的加工中，很多企業(yè)是不愿意去選擇空氣切割方式的。

氧氣切割:這是最傳統(tǒng)也是最標(biāo)準(zhǔn)的切割方法。優(yōu)點(diǎn)是在以碳鋼為主的鈑金加工中，無需頻繁的切換輔助氣體，便于工廠管理。但缺點(diǎn)是經(jīng)過氧氣切割后，在切斷面表面會(huì)留有一層氧化皮，如果直接將這種帶有氧化皮的產(chǎn)品進(jìn)行焊接的話，時(shí)間一長，氧化皮就會(huì)自然剝落。這就是鍍鋅板焊接容易虛焊的原因之一。

氮?dú)馇懈?采用氮?dú)膺M(jìn)行高速加工，由于采用氮?dú)獾淖饔貌煌谥加玫难鯕?，而是起到保護(hù)作用，所以切割斷面不會(huì)產(chǎn)生氧化皮。氧氣切割時(shí)氧氣參與燃燒,熔點(diǎn)位置的溫度接近沸點(diǎn)。高溫導(dǎo)致反應(yīng)劇烈,無法保證斷面光滑。加上氧化反應(yīng)、增大的熱影響區(qū)等因素，切割質(zhì)量相對(duì)較差,容易出現(xiàn)切縫寬﹑斷面斜紋、光潔度差、熔渣等質(zhì)量缺陷。而氮?dú)馇懈顣r(shí)材料完全依靠激光能量熔化,氮?dú)獯党銮锌p的同時(shí)因?yàn)榈獨(dú)獠换顫姷幕瘜W(xué)特性、避免了不合適的化學(xué)反應(yīng)。熔點(diǎn)區(qū)域溫度相對(duì)較低,加上氮?dú)獾睦鋮s、保護(hù)作用，反應(yīng)平穩(wěn),均勻,切割質(zhì)量高,斷面細(xì)膩光滑、光潔度高,特別是沒有氧氣切割時(shí)必然的氧化層。氮?dú)馊埸c(diǎn)區(qū)域溫度較低,適合加工鋁、黃銅等低熔點(diǎn)材料。氮?dú)獗Ｗo(hù)切縫不被氧化,還可用于不銹鋼的無氧化切割。

不同加工材料對(duì)應(yīng)的輔助氣體

在實(shí)際生產(chǎn)中，氣壓和噴嘴決定了斷面的粗糙度。適當(dāng)增加氣壓有利于排渣,但過大則會(huì)增加粗糙度。氮?dú)獠粎⑴c燃燒,用于吹掉相對(duì)溫度較低的液態(tài)材質(zhì),需要10~14 bar的高氣壓。噴嘴氮?dú)馐褂酶邏?要求較大的噴嘴直徑以保證出氣量。

氮?dú)饧兌葘?duì)切割質(zhì)量有很大影響,如下表顯示

氮?dú)馇懈钤趯?shí)際生產(chǎn)中解決了許多加工難題，并且將加工范圍擴(kuò)大到了鋁、黃銅等氧氣切割很難加工的領(lǐng)域。

碳鋼主要使用氧氣切割,表面溫度因?yàn)樘驾o助熔化、氧氣助燃而非常高。當(dāng)切割尖銳角、直徑小于料厚的孔時(shí),狹小的區(qū)域內(nèi)集中了過多的熱量,切割質(zhì)量無法保證。氮?dú)獠惠o助燃燒,并具有的冷卻作用,正適合解決這類加工難題,能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量。

不銹鋼含高合金元素Ni等的比例較大,熔化物粘度大,流動(dòng)性差,氧氣切割時(shí)較低的氣壓容易導(dǎo)致粘渣等質(zhì)量缺陷。焊接不銹鋼時(shí)氧化層嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量,特別是氬弧焊。氮?dú)馇懈顣r(shí)氮?dú)獾谋Ｗo(hù)作用能夠產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的無氧化斷面,這就滿足了不銹鋼焊接零件對(duì)切割斷面的高要求。而且氮?dú)馇懈顣r(shí)的高氣壓也容易克服上述質(zhì)量缺陷。氮?dú)馇懈钸m合加工有焊接要求或者高附加值的不銹鋼零件。

鋁、黃銅對(duì)激光有著高反射率、低吸收率,要求高功率來熔化材料。而且要配備反射吸收裝置,使水平線性波不反射回透鏡,保護(hù)激光器的安全,并且要求氮?dú)馇懈?。鋁的熔點(diǎn)較低,3 mm 以下可用氧氣切割,但質(zhì)量很差,斷面粗糙而且毛刺堅(jiān)硬。氮?dú)馇懈顢嗝嫫交? 4 mm 以下能夠獲得沒有毛刺的效果。鋁粘性大,加上良好的熱傳導(dǎo)性,熔化物可能沒來得及吹走已經(jīng)冷卻了,所以容易出現(xiàn)毛刺。通過調(diào)整焦點(diǎn)、升高氣壓、降低速度來提高光潔度,至少要保證毛刺可輕易清除。

另外刻蝕作為一種特殊切割,能量只有基本功率的5%,僅對(duì)材料表面發(fā)生作用。主要用來刻蝕標(biāo)記。氧氣刻蝕時(shí)溫度高、有時(shí)表面出現(xiàn)熔渣,集中刻蝕時(shí)還會(huì)因熱量聚集而損傷零件表面。氮?dú)饪涛g光亮且不損傷表面,可用來刻蝕要求較高的說明文字。

氮?dú)獾睦鋮s、保護(hù)作用能夠提高切割質(zhì)量,對(duì)于不銹鋼材料能夠提供高質(zhì)量的無氧化斷面。加工范圍還擴(kuò)大到鋁、黃銅等氧氣切割無法加工的領(lǐng)域。氮?dú)馇懈钤趯?shí)際應(yīng)用中取得良好的效果,解決了許多加工難題,但也存在成本過高的缺陷。它不輔助燃燒的特點(diǎn)還能加工木材、有機(jī)玻璃等特殊材料,有著廣闊的應(yīng)用前景。

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