金属レーザー切断用ガスの応用
レーザを用いて最も一般的に切断される金属は、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼 およびチタンである。 これらの金属の各々は、アシストガスの化学反応とは異なって反応する。
ガスや金属による故障は、 化学とプロセスの 理解を真に明確にし 、利益を向上させるのに 役立ち ます。
エアアシスト
金属を切断するために使用される空気は、純度が最低でなければなりません。 もちろん、空気は 酸素と窒素の 混合物 です。 店舗では、空気圧縮機を使用して製造されることが多い。 圧縮空気には過剰な水や油が含まれているため、フォーカスレンズが汚れる可能性があります。
この汚染は、レンズを通過するエネルギーの量を制限し、レンズの 過熱および破損に 寄与する 。 未処理の圧縮空気は、季節、工場の場所、 圧縮空気システム に応じて、数分以内、または数時間以内にこれを発生させます 。
最低限の処理は、空気の水分および油分を減少させるための冷凍式空気乾燥機の設置を含むことができる。
水分含有量は、上限20,000ppm（ppm）から2,000ppmに低下する 。 一般的に総炭化水素またはTHCと呼ばれる油は、2ppm未満でなければならない。 エアードライヤーを使用すると、水分量を-40ºF以下の圧力露点 （PDP）または100 ppm未満の 水に下げることができ ます。 最も一般的に使用されるシステムはD-13です。
乾燥剤は非常に小さい（ミクロンサイズの）粒子に分解され、集束レンズを汚染し、レンズの交換コストを増加させるため、ユーザーは乾燥剤の乾燥機を避ける必要があります。
オイルは、エアーコンプレッサーのサービスマンに、蒸気として2ppm未満のTHCを維持し、水滴をゼロにするように依頼することによって管理する必要があります。 コンプレッサーサービスの人々は、あなたの空気供給で非常に低いTHC含有量の必要性を知らないことが一般的です。
数年前、エアーコンプレッサーに圧縮空気ラインにオイルを加えて、いくつかのエアーツールを潤滑させることは許容される方法でした。 きれいな空気供給ができたので、航空路線を見てください。 黒いパイプと灰色のパイプのドープは避けてください。ちょうどきれいにした空気に汚れが加えられます。
空気供給はどのようにテストできますか？ ショップは、ガス供給業者またはエアコンプレッサーのサービスチームからの空気の水およびTHC含有量に関するテストレポートを入手することができます。 このテストでは、粒状の問題があるかどうかはわかりません。
微粒子は、集束レンズを傷つけることができ、その寿命を縮めることができる。 パティキュレートフィルタをインストールする必要があります。 10μmのフィルタは一般的なサイズであり、さらに小型のものであれば、レンズの寿命を延ばすことができます。
空気はアルミニウムと鋼のより薄い部分をうまくカットします。 これは、亜鉛めっき鋼板の切断によく使用されます。 典型的には、店舗空気圧縮機からの空気圧は、約100-125PSIに制限され、これは切断厚さを制限する。 ステンレス鋼は、酸素が金属のクロムおよびニッケルを攻撃して酸化物を形成し、切断の近くの金属の耐腐食性を低下させる可能性があるため、空気でうまく切断されません。
より厚い金属をより高い空気圧で切断できるか？ はい、厚さ0.080インチまたは厚さ0.125インチのシートをカットできますが、操作ウィンドウが小さくなります。 ドロスは部品をすばやく形成し、部品を清掃して利益を消す二次的な作業が必要になります。
エッジも四角形を失い始め、製品に間接的なコストがかかります。
最後に、レーザーエアカットエッジでの後の溶接が適切でない可能性があり、塗料が剥がれて低品質の製品が得られる可能性があります。
酸素対窒素
CO2レーザーの出力が限られていた初期段階（1〜1.5kW）には、酸素をアシストガスとして使用してアルミニウム、ステンレス鋼、鋼材を切断しました。 今日、2〜15kWを生産するレーザー
酸素は¼インチ以上の鋼を切断するのに使用され、窒素は鋼を1/4インチ以下に切断するのに使用され、薄く、アルミニウムとステンレス鋼のすべての厚さが使用されます。
酸素がレーザーアシストガスとして使用されるとき、それは切断面に目盛りまたは黒いフレーク状の表面を形成する。 このスケールは酸化鉄であり、溶接または塗装する前に除去する必要があります。
除去とは、製品のコストに労働、ハンドリング、工具、および研磨剤の費用を追加することを意味します。 最近の平均レーザーは4kWの出力を持ち、鋼の1/8インチの出力を持っています。 より薄い窒素アシストガスは酸素よりも速い切断速度を提供し、エッジのクリーニングに必要な間接的な労力を排除します。
ショップマネージャーは、アシストガスのコストと間接的な労力のコストをレーザー切断作業で比較し、生産要件を念頭におく必要があります。
アシストガス費用がより低いと、自動的に製品を製造するためのコストが低くなるわけではありません。 管理者は、すべての要素を見直して価格競争力を高め、利益率を最大化する必要がありますが、4kWレーザーの例を使用する一般的な経験則は、鉄が1/4インチより厚い場合、速度とオーバーヘッドにより酸素が好ましいガスです経費
切削用鋼3/16インチ 塗装や溶接のために部品を準備するのに必要な労力、工具、研磨剤のようなプラントオーバーヘッドの影響を受けません。 3/8インチの切削。 非常に低速で厚い鋼で窒素を使用すると、ガス費用に1時間あたり26ドルが追加され、部品を切断するのに必要な時間が3倍になります。 工場管理者は、アプリケーションのための適切なアシストガスを決定するために労働コスト、ガス費用、およびオーバーヘッドを悩まなければなりません。
上記のガス費用は、液体窒素の使用に基づいています。 しかし、窒素の発生はどうですか？ それはあなたにとって実行可能な選択肢かもしれないし、今後の
記事の一部ですが、ここにはいくつかの基本があります。 鋼は3/16インチの切削に窒素を使用する必要があります。 厚くて薄い。 圧力は400PSIGである必要はありません。 それは低くすることができます。 窒素の生成は、ガス中の酸素含有量が切削面に酸化鉄スケールを成長させない限り、機能するであろう。 生成された窒素は液体窒素よりも安価です。なぜなら、製品を配送するエネルギー費用がないからです。
