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空壓機(jī)在激光切割領(lǐng)域的應(yīng)用分析

作者: 博萊特空壓機(jī) 時(shí)間:2022.09.16 瀏覽量:1301

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激光切割機(jī)是將從激光器發(fā)射出的激光,經(jīng)光路系統(tǒng),聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件達(dá)到熔點(diǎn)或沸點(diǎn),同時(shí)與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對(duì)位置的移動(dòng),最終使材料形成切縫,從而達(dá)到切割的目的。

激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀,具有精度高,切割速度快,不受切割圖案限制,自動(dòng)排版節(jié)省材料,切口平滑,加工成本低等特點(diǎn),逐漸改進(jìn)或取代了傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。

一、激光切割機(jī)工作原理激光切割機(jī)在工作時(shí)需要帶有壓力的氣源作為動(dòng)力,常用的輔助氣體有氧氣、氮?dú)夂蛪嚎s空氣,有時(shí)還會(huì)用到氬氣。按照氣體壓力又可分為高壓氣體和低壓氣體。

隨著切削板材的厚度和效率的需求,壓縮空氣的壓力也由之前的1.25MPa~1.3MPa 向更高的壓力發(fā)展,甚至達(dá)到2.0MPa~3.0MPa,目前市場(chǎng)上主要使用1.6MPa的壓縮氣體。


二、壓縮空氣含油的影響目前氣源主要集中在氮?dú)?、氧氣和壓縮空氣,除非是加工一些貴金屬或?qū)庸ひ蟊容^高才會(huì)使用氮?dú)饣蜓鯕?,更多的則是壓縮空氣。

壓縮空氣可以用空氣壓縮機(jī)直接提供,相對(duì)于氧氣和氮?dú)庖菀撰@得,價(jià)格非常便宜。雖然空氣中只含有約20%的氧氣,切割效率遠(yuǎn)不及氧氣切割,但切割能力與氮?dú)饨咏諝馇懈钚事愿哂诘獨(dú)馇懈?。用壓縮空氣替代氮?dú)馇懈钍墙?jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。

壓縮空氣的品質(zhì)對(duì)激光切割質(zhì)量有非常直接的影響。壓縮空氣中含有水霧和油,如果沒有處理干凈,高壓噴射到激光切割頭的透鏡面上,就會(huì)嚴(yán)重影響激光束的傳輸,使焦點(diǎn)分散,造成產(chǎn)品切不透,產(chǎn)生廢品。如果是超大功率激光切割機(jī),只要保護(hù)鏡面或噴嘴表面粘上一點(diǎn)點(diǎn)極細(xì)微的油膜或水霧,也有可能造成高能激光發(fā)射燒壞激光頭。由于超大功率激光切割機(jī)的激光頭價(jià)格都在萬元以上,而大多數(shù)壓縮空氣都不能對(duì)壓縮空氣中的油和水分進(jìn)行很好的處理,即便是新機(jī)器可以滿足,但是隨著設(shè)備的使用,油氣分離的效果變差,壓縮空氣中的含油量也會(huì)變大,給使用帶來不確定性。所以,多數(shù)超大功率激光切割機(jī)的用戶都不愿意冒險(xiǎn)采用壓縮空氣作為輔助氣體。

三、無油壓縮空氣的獲取在壓縮空氣中,水的去除相對(duì)容易。只需要配置相匹配的冷凍式干燥機(jī)和過濾器即可滿足要求。但是,壓縮空氣中不含油則困難的多。如果選擇無油機(jī),無疑增加了用戶的購(gòu)置成本,另外,無油機(jī)也很難做如此高的壓力。

用非無油壓縮機(jī)制取“無油”壓縮空氣,即采用常規(guī)的有潤(rùn)滑油壓縮機(jī)獲取壓縮空氣,再通過后端除油設(shè)備處理,進(jìn)而獲得無油壓縮空氣。其使用流程如圖2。


這種配置對(duì)壓縮空氣中的水分、粉塵顆粒都進(jìn)行了處理,更重要的是對(duì)壓縮空氣中的氣態(tài)油也進(jìn)行了凈化,避免了激光切割設(shè)備的透鏡受到污染。

壓縮空氣凈化器主要由高效換熱器、反應(yīng)器、電加熱器、電控系統(tǒng)等組成。見圖3。


壓縮機(jī)產(chǎn)出的壓縮空氣通過管道經(jīng)儲(chǔ)氣罐后進(jìn)入過濾器,壓縮空氣在通過過濾器時(shí)將含有的液態(tài)水進(jìn)行有效分離,同時(shí)保護(hù)反應(yīng)系統(tǒng);分離液態(tài)水后的壓縮空氣進(jìn)入高效換熱器,在換熱器內(nèi),來自精密過濾器的低溫氣體與來自反應(yīng)器的高溫氣體進(jìn)行充分熱量交換;升溫后的高溫壓縮空氣進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi),其中的油類雜質(zhì)在反應(yīng)器內(nèi)溫度180~220℃范圍中觸媒表面發(fā)生催化氧化反應(yīng):

CnHm+(n+m/4)O2→nCO2+m/2H2O

全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,同時(shí)在高溫作用下,壓縮空氣中的生物菌類被殺滅,實(shí)現(xiàn)氣源的除油殺菌,得到高潔凈等級(jí)的壓縮空氣;凈化后的高溫氣體經(jīng)高效換熱器回收熱量后,送入用戶用氣單元;整個(gè)過程由高精度溫度控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié),安全穩(wěn)定。

四、使用效果這種微油螺桿加凈化裝置的組合方式,在一些電子、食品、光伏等要求無油的工況中都有良好的應(yīng)用,在配套激光切割機(jī)使用中經(jīng)過后續(xù)跟蹤,使用的效果也達(dá)到客戶的預(yù)期。

任何一種新產(chǎn)品、新技術(shù)都是在實(shí)踐中不斷發(fā)展和提高的,與之配套的相關(guān)技術(shù)也要與時(shí)俱進(jìn),適應(yīng)新的要求。

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