Работилниците за лазерно рязане зависят от технологичните газове, за да постигнат специфични резултати при рязане. Сред газовете, използвани във влакнести лазери и CO₂ лазерни системи, кислородът играе пряка роля при рязането на въглеродна стомана, като поддържа окислителната реакция в зоната на рязане. Газът не само премахва разтопения метал от прореза, но също така допринася за допълнителна топлинна енергия по време на процеса на рязане.
Много производствени работилници получават кислород чрез снопове от цилиндри или системи за насипен течен кислород. Увеличаващите се производствени обеми, променливото потребление на газ и растящите логистични разходи обаче накараха много металообработващи съоръжения да оценят-генерирането на кислород на място с помощта на технологията PSA (Адсорбция с промяна на налягането).
Кислородна система PSA произвежда кислород директно от сгъстен въздух и доставя непрекъснат източник на газ към оборудването за лазерно рязане. Когато е правилно интегрирана с резервоари за съхранение на кислород, бустер компресори и тръбопроводни мрежи, системата може да поддържа стабилни условия на рязане през множество производствени смени.
Тази статия разглежда как генерирането на кислород от PSA влияе върху прецизността на лазерното рязане, как работи технологията и как производствените работилници интегрират PSA системите в операциите по рязане.
Разбиране на ролята на кислорода в лазерното рязане
Кислородът функционира като реактивен режещ газ
При лазерно рязане на въглеродна стомана кислородът изпълнява две функции едновременно.
Първо, кислородът изхвърля разтопения материал от прореза на рязане.
Второ, кислородът реагира химически с нагрята стомана.
Окислителната реакция генерира допълнителна топлина:
Fe + O₂ → FeO + Топлина
Тази реакция увеличава топлинната енергия в зоната на рязане и подпомага отстраняването на материала. В резултат на това рязане-с помощта на кислород обикновено постига по-дебело рязане на въглеродна стомана в сравнение с рязане-с помощта на азот, използвайки същата лазерна мощност.
Типичното налягане на подаване на кислород варира между:
· 0,3 бара
· 6 бара
в зависимост от:
· Дебелина на материала
· Мощност на лазера
· Скорост на рязане
· Дизайн на дюзата
Чистотата на кислорода влияе върху стабилността при рязане
Процесът на рязане зависи от поддържането на постоянна концентрация на кислород. Когато чистотата на кислорода намалее, могат да настъпят няколко промени в процеса:
· По-бавна скорост на окисляване
· Повишено шлакообразуване
· По-груби срязани повърхности
· Намалена скорост на рязане
· Непълно проникване
Например, рязане на 12 mm въглеродна стомана с 99,5% кислород може да доведе до различни условия на ръба в сравнение с по-ниски концентрации на кислород. Следователно операторите на сервизите следят:
· Чистота на кислорода
· Дебит
· Налягане при доставка
за поддържане на повтарящи се условия на рязане.
Газовият поток влияе пряко върху образуването на прорез
Дюзата насочва кислорода към зоната на рязане. Газовият поток трябва да извършва две действия едновременно:
1. Поддържа окисление.
2. Отстранете разтопения материал.
Недостатъчният газов поток може да позволи на разтопения метал да се втвърди вътре в прореза. Прекомерното налягане може да наруши разтопената вана и да повлияе на качеството на ръба. Стабилното доставяне на кислород спомага за поддържането на постоянна ширина на прореза и геометрия на ръба в производствените партиди.
Как работи PSA генерирането на кислород
Въздухът се превръща в суровина
PSA кислородните генератори отделят кислорода от атмосферния въздух. Атмосферният въздух съдържа приблизително:
· 78% азот
· 21% кислород
· 1% аргон и следи от газове
Вместо да транспортира кислородни бутилки до сервиза, системата PSA извлича кислород от околния въздух. Процесът преобразува електрическата енергия и сгъстения въздух в непрекъснато снабдяване с кислород.
Основни компоненти на PSA кислородна система
Станцията за генериране на кислород за лазерно рязане обикновено съдържа:
Как системите PSA с двойна -кула поддържат стабилно снабдяване с кислород
Процес на адсорбция на азот:Въздухът под налягане влиза в адсорбционния съд. Зеолитното молекулно сито селективно адсорбира азотните молекули. Кислородът преминава през адсорбционния слой и влиза в резервоара за съхранение. Типична PSA чистота на кислород за промишлени приложения: · 90% · 93% · 95% в зависимост от производствения капацитет и изискванията за проектиране.
Непрекъснато превключване между кулите:Процесът на PSA разчита на редуващи се цикли на адсорбция. Докато кула A адсорбира азот: · Кула B регенерира. Когато кула A се доближи до насищане, PLC контролерът превключва клапаните. След това процесът се обръща. Типичните времена на цикъла варират от: · 45 секунди · 120 секунди в зависимост от дизайна на системата. Това устройство предотвратява прекъсвания на производството на кислород.
Стабилизиране на налягането чрез буферно съхранение:Машините за лазерно рязане работят най-добре, когато условията за доставка на газ остават стабилни. Кислородният буферен резервоар абсорбира колебанията в налягането, генерирани от превключването на адсорбционната кула. Това стабилизира: · Кислородното налягане · Дебита · Непрекъснатостта на подаването, преди кислородът да влезе в режещата система.
Как PSA Oxygen поддържа прецизността на рязане
Постоянна наличност на кислород по време на производство
Сервизите, работещи с множество лазерни машини, могат да консумират големи количества кислород. Например: Цех, който работи: · Три 12 kW фибролазера · Две производствени смени могат да консумират кислород непрекъснато през целия ден. Система PSA произвежда кислород на -мястото и прехвърля газ директно в тръбопроводната мрежа на цеха. Непрекъснатото производство намалява зависимостта от графиците за смяна на цилиндрите по време на активни операции по рязане.
Намалена промяна на налягането
Блоковете цилиндри постепенно губят налягане, докато се изразходва кислород. Операторите често превключват между групите цилиндри, за да поддържат доставките. Преходите в налягането могат да повлияят на условията за доставка на газ. PSA система, комбинирана с: · Буферни резервоари · Регулатори на налягането · Кислородни бустери поддържа по-стабилен профил на доставка. Стабилното налягане спомага за поддържане на повтаряща се производителност на дюзата.
Подобрена последователност на партидите и автоматизирана поддръжка
Цеховете за лазерно рязане често обработват: · Части от структурна стомана · Компоненти за селскостопанско оборудване · Части за строителни машини · Сглобки от ламарина. Производствените партиди могат да включват стотици или хиляди идентични компоненти. Стабилните условия на подаване на кислород спомагат за поддържането на: · Подобна геометрия на прореза · Подобно поведение при окисляване · Подобен външен вид на ръбовете в производствените серии.
Модерните производствени съоръжения често интегрират: · CNC системи за зареждане · Автоматизирано боравене с листове · Системи за разтоварване на конвейер. Тези системи работят непрекъснато. Прекъсванията, причинени от смяна на цилиндър, могат да повлияят на планирането на производството. -На място PSA система доставя кислород директно към разпределителната мрежа, намалявайки зависимостта от ръчна смяна на бутилки.
Контейнерни PSA кислородни инсталации за цехове за лазерно рязане
Какво представлява контейнерната кислородна инсталация?
Инсталация за производство на кислород в контейнери инсталира цялата система за генериране на кислород в стандартен ISO контейнер. Типичното оборудване включва: · Въздушен компресор · Въздушен изсушител · Филтри · PSA кислороден генератор · Резервоар за съхранение на кислород · Контролен шкаф. Контейнерът служи като: · Ограждане на оборудването · Транспортна конструкция · Система за защита на околната среда.
Предимства за производствени съоръжения и фабрично сглобяване
Много работилници за лазерно рязане имат ограничено вътрешно пространство. Инсталирането на кислородната система вътре в контейнер позволява на операторите да разположат оборудването: · В съседство с цеха · Зад производствените сгради · В близост до помощните зони. Този подход отделя оборудването за генериране на кислород от производствените машини.
Контейнерните системи пристигат с предварително-инсталирани компоненти. Монтажът на място обикновено включва: · Подготовка на основата · Електрическо свързване · Свързване на тръбопровод. Това намалява -изискванията за сглобяване на място. За разширяване на производствените мощности контейнеризираните системи опростяват разполагането на кислородна инфраструктура.
Сравняване на PSA кислород със системи за захранване с цилиндри
Източник на кислород:Системите с бутилки зависят от външни доставчици на кислород. PSA системите генерират кислород от: · Атмосферен въздух · Електрическа енергия. Източникът на кислород остава достъпен, докато захранването и работата на оборудването продължават.
Логистични изисквания:Доставката на бутилки изисква: · График на доставка · Управление на запасите · Боравене с бутилки. Системите на PSA изместват оперативния фокус към: · Поддръжка на компресора · Смяна на филтър · Мониторинг на производителността.
Разширение на работилницата:Когато потреблението на кислород се увеличи, потреблението на бутилката се увеличава пропорционално. PSA системите често могат да се разширят чрез: · Допълнителни адсорбционни кули · По-големи компресори · Допълнителни резервоари за съхранение в зависимост от изискванията на съоръжението.
Съображения за инсталиране и поддръжка
Материали на тръбопровода:Мрежите за разпределение на кислород обикновено използват: · Тръби от неръждаема стомана · Кислород{0}}чисти медни тръби. Материалите трябва да са съвместими с кислородното обслужване. Замърсени-компоненти никога не трябва да се монтират в кислородни тръбопроводи.
Изисквания за вентилация:Компресорите генерират топлина по време на работа. Помещенията за оборудване или контейнерите обикновено включват: · Вентилационни жалузи · Изпускателни вентилатори · Следене на температурата за отстраняване на топлината от заграждението.
Мониторинг на кислород:Сервизите трябва непрекъснато да наблюдават: · Чистотата на кислорода · Налягането на подаването · Дебита. Устройствата за наблюдение помагат на операторите да идентифицират промените в производителността, преди качеството на рязане да бъде засегнато.
Процедури за поддръжка:Смяната на филтъра отстранява замърсителите, преди сгъстеният въздух да достигне леглата на ситото (ефективността на системата за блокирани филтри). Тенденциите на ефективността на молекулярното сито на адсорбция се оценяват чрез дневници за чистота. Накрая проверете пневматичните клапани, компонентите на соленоида и уплътненията на задвижването, за да предотвратите грешки при изтичане на цикъл.
ЧЗВ
Може ли PSA кислородът да замени кислорода в бутилката за лазерно рязане?
В много приложения за рязане на въглеродна стомана кислородните системи на PSA могат да осигурят непрекъснат източник на кислород, когато са правилно оразмерени за нуждите на цеха и са интегрирани с подходящо оборудване за съхранение и контрол на налягането.
Каква чистота на кислорода обикновено се произвежда от PSA системи?
Индустриалните PSA кислородни системи обикновено произвеждат кислород между 90% и 95% чистота в зависимост от дебита и дизайна на системата.
Може ли една PSA система да поддържа множество машини за лазерно рязане?
да Мрежите за разпределение на кислород могат да свържат множество машини за рязане към обща станция за генериране на кислород, при условие че капацитетът на системата отговаря на общите изисквания за потребление.
Контейнерните кислородни инсталации подходящи ли са за производствени цехове?
да Контейнерните системи позволяват оборудването за генериране на кислород да бъде инсталирано извън производствената зона, като същевременно се поддържат директни тръбопроводни връзки към цеховите машини.
Заключение
Прецизността на лазерното рязане зависи от поддържането на стабилни условия на рязане, включително чистота на кислорода, налягане и консистенция на потока. Кислородните системи на PSA генерират кислород директно от сгъстен въздух с помощта на двойна -технология за адсорбция в кули и подават газ непрекъснато към операциите по лазерно рязане. Когато се интегрира с резервоари за съхранение на кислород, бустер компресори и автоматизирани системи за управление, PSA генерирането на кислород може да поддържа непрекъснати производствени графици и стабилни условия на рязане. Контейнерните кислородни инсталации допълнително опростяват инсталацията чрез интегриране на компресори, оборудване за филтриране, адсорбционни кули, съдове за съхранение и контроли в транспортируема кутия. За проекти, оценяващи генерирането на-кислород на място, инженерите трябва да изчислят нуждата от кислород, скоростта на оборот на бутилката, налягането на пълнене, капацитета на компресора, оразмеряването на адсорбционната кула и наличното пространство за инсталиране, преди да изберат генериране на кислород на PSA и конфигурация на системата за пълнене.
Оценете вашите изисквания за газ
Предоставете вашите профили на параметри, за да конфигурирате стабилно оформление на PSA кислороден модул в контейнери за вашите цехове:
- Видове риби и цели за зарибяване
- Дневна биомаса и воден обем
- Цели за консумация на кислород
- Налична електрическа мощност
- Профили на мястото за монтаж
Опции за индустриален газ
Двойни-Tower PSA платформи
Непрекъснати променливи потоци на генериране на газ.
Контейнерни ISO газови инсталации
Устойчиви на атмосферни влияния конструкции-за поставяне на открито.
Усилватели-на високо налягане
Възвратно-постъпателни-линии без масло, създадени за настройки за рязане.
