一九八零年代后期,隨著激光切割鈑金技術(shù)進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域,切割不銹鋼的切割質(zhì)量和氧化物的形成成為顯著問(wèn)題。使用氧氣作為輔助氣體時(shí),會(huì)產(chǎn)生放熱反應(yīng),在切割碳鋼的時(shí)候尤為明顯,這種現(xiàn)象被記錄在案并被廣泛認(rèn)識(shí)。在這一過(guò)程中,氧氣明顯作用于金屬表面的激光束投射點(diǎn),使鋼材加熱,從而帶來(lái)放熱反應(yīng),使該區(qū)域的溫度升至熔點(diǎn),熔化的液態(tài)金屬順著切割壁流下,與光束作用區(qū)脫離。隨著金屬的消熔和剝離,新鮮的金屬露出表面,最終結(jié)果是一個(gè)相當(dāng)平滑卻帶有氧化層的切割表面。
另一方面,不銹鋼有著更高的熔點(diǎn),其特性也較為不同,當(dāng)切割的質(zhì)量和厚度都成為需要考慮的因素時(shí),氧氣輔助通常是一種不被接受的方法,因?yàn)樗鼤?huì)在金屬表面生成殘留的氧化物。為了解決這個(gè)問(wèn)題,在1990年代早期,人們通常采用低壓氮?dú)廨o助氣體。隨著后期高壓光學(xué)元件的出現(xiàn),使得更高的氣體傳輸壓力成為可能,這是一個(gè)吸熱的過(guò)程,本質(zhì)上是蒸發(fā)/消熔的過(guò)程,不在切割面上產(chǎn)生任何殘余的氧化物,從而提升了切割的質(zhì)量。因?yàn)檩o助氣體在這一過(guò)程中扮演的是從切割區(qū)去除熔融金屬的作用,氣體壓力和純度便成為重要因素。更高的壓力意味著更大的氣體消耗,這意味著更高昂的運(yùn)營(yíng)成本。噴嘴直徑對(duì)于氣體消耗來(lái)說(shuō)有更大的影響,因?yàn)榍懈罡竦牟牧闲枰蟮膰娮臁?/p>
人們開(kāi)始采用氮?dú)馓娲鯕庾鳛檩o助氣體的歷史并不是很長(zhǎng),一項(xiàng)為激光切割工廠供應(yīng)氮?dú)獾臉I(yè)務(wù)開(kāi)始興盛起來(lái)。采用小型和大型的氣罐(圓柱罐和杜瓦瓶)供應(yīng)氮?dú)獾姆绞揭呀?jīng)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)在已經(jīng)很少見(jiàn)到與生產(chǎn)車(chē)間相連接的、高大的液態(tài)氮?dú)鈨?chǔ)藏裝置了,以往可以通過(guò)這種裝置很容易判斷這家公司一定需要切割大量的不銹鋼以及其他易氧化金屬,從而不得不消耗大量氮?dú)狻?/p>
空氣中最主要的組成部分就是氮?dú)猓?8%),而且空氣是免費(fèi)的。獲取氮?dú)獾囊环N可行且便宜的方法是采用氮?dú)獍l(fā)生器而非購(gòu)買(mǎi)大量的液態(tài)或氣態(tài)氮?dú)?。一臺(tái)氮?dú)獍l(fā)生器能吸入空氣,將氮?dú)鈴闹蟹蛛x出來(lái)并用于激光切割設(shè)備的加工中。諸如On Site Nitrogen這樣的公司就擁有這樣的設(shè)備,能生產(chǎn)出含氧量?jī)H為0.0005%或5PPM的氮?dú)?。使用氮?dú)獍l(fā)生器的成本,除了設(shè)備成本之外,就是用來(lái)運(yùn)行空氣壓縮機(jī)所消耗的電費(fèi)了。相比傳統(tǒng)從本地供應(yīng)商處購(gòu)買(mǎi)氣體的方式而言,大多數(shù)公司都認(rèn)為使用氮?dú)獍l(fā)生器后節(jié)省了大量開(kāi)支。大多數(shù)工廠已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)存放了壓縮空氣,因此只需要將其泵入干燥器,接著進(jìn)入氮?dú)獍l(fā)生器,然后送入儲(chǔ)藏氣瓶并加壓。這樣就得到了用于不銹鋼切割的、更廉價(jià)的輔助氣體。
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