Generator de azot pentru tăiere cu laser: de ce aveți nevoie și cum să alegeți

De ce tăierea cu laser are nevoie de azot

Când un laser cu fibră taie metalul, un gaz de asistență de înaltă presiune elimină materialul topit din crestătura de tăiere. Gazul ales afectează direct calitatea tăierii, viteza și costul. Deși oxigenul este folosit frecvent pentru oțel carbon gros (reacția exotermă adaugă căldură de tăiere), azotul este alegerea preferată pentru oțel inoxidabil, aluminiu și atunci când aveți nevoie de muchii curate, fără oxid, pe oțel carbon.

Iată de ce azotul este important:

• Previne oxidarea - Azotul este un gaz inert. Când este folosit ca gaz de asistență, previne oxidarea muchiei tăiate, ceea ce este esențial pentru componentele din oțel inoxidabil care trebuie să își mențină rezistența la coroziune.
• Muchii mai curate - Tăierea cu azot produce muchii strălucitoare, curate, care adesea nu necesită finisare secundară. Aceasta reduce timpul și costul proceselor ulterioare.
• Sudabilitate mai bună - Muchiile fără oxid se sudează mai fiabil. Dacă piesele tăiate vor fi sudate ulterior, muchiile tăiate cu azot elimină necesitatea de a șlefui stratul de oxid în prealabil.
• Aderența vopselei și a acoperirilor - Suprafețele fără oxid acceptă vopsea, vopsire electrostatică și alte finisaje mai uniform.
• Tăiere mai rapidă pe materiale subțiri - Pentru tabla subțire, azotul poate permite viteze de tăiere mai mari comparativ cu oxigenul, deoarece nu gestionați reacția exotermă.

Compromisul este costul. Azotul consumat în tăierea de înaltă presiune se acumulează rapid atunci când cumpărați azot îmbuteliat sau lichid. Aici intervine un generator de azot care devine o investiție strategică.

Tipuri de generatoare de azot: PSA vs. cu membrană

Două tehnologii principale domină generarea de azot la fața locului: Adsorbție cu variație de presiune (PSA) și separarea cu membrană. Ambele extrag azotul din aerul comprimat (care conține 78% azot), dar funcționează diferit.

Generatoare de azot PSA

Sistemele PSA folosesc un site molecular de carbon (CMS) pentru a adsorbi oxigenul și alte molecule sub presiune, permițând azotului să treacă. Două coloane alternează între ciclurile de adsorbție și regenerare, asigurând o alimentare continuă cu azot. Generatoarele PSA pot atinge purități de până la 99,999%, fiind alegerea standard pentru aplicațiile de tăiere cu laser unde puritatea ridicată și debitul sunt esențiale.

Generatoare de azot cu membrană

Sistemele cu membrană folosesc membrane cu fibre tubulare care permit gazelor cu permeabilitate mai mare (oxigen, vapori de apă) să treacă, în timp ce azotul curge prin interiorul fibrelor. Generatoarele cu membrană sunt compacte, silențioase și au mai puține piese mobile, dar ating de obicei purități mai mici (până la 99,5%) și debite mai mici decât sistemele PSA.

Caracteristică	PSA	Membrană
Puritate maximă	Până la 99,999%	Până la 99,5%
Debit	Ridicată	Moderat
Amprentă la sol	Mai mare	Compactă
Întreținere	Înlocuire CMS la fiecare 5-10 ani	Înlocuire membrană la fiecare 5-10 ani
Cel mai potrivit pentru	Tăiere cu laser de înaltă puritate și volum mare	Aplicații cu puritate scăzută, spațiu limitat

Pentru majoritatea aplicațiilor de tăiere cu laser, generatoarele de azot PSA sunt alegerea recomandată datorită purității și capacităților de debit superioare.

Cum să alegeți un generator de azot pentru tăiere cu laser

1. Cerințe de puritate

Pentru tăierea cu laser, puritatea azotului afectează direct calitatea muchiei. Majoritatea aplicațiilor de tăiere necesită o puritate de 99,9% sau mai mare. Pentru tăierea oțelului inoxidabil și a aluminiului, unde oxidarea muchiei trebuie eliminată complet, se recomandă o puritate de 99,99%. Generatoarele PSA pot livra în mod fiabil aceste niveluri de puritate.

2. Debit

Debitul (măsurat în Nm³/h sau L/min) trebuie să corespundă consumului de gaz al mașinii de tăiat cu laser, care depinde de:

• Puterea laserului - Mașinile cu putere mai mare necesită de obicei presiune și debit mai mari ale gazului de asistență.
• Grosimea materialului - Materialele mai groase necesită presiune mai mare și livrare mai lungă a gazului per tăiere.
• Diametrul duzei - Duzele mai mari consumă mai mult gaz.
• Viteza de tăiere - Tăierea mai rapidă înseamnă mai mult gaz consumat pe unitatea de timp.

Ca regulă generală, dimensionați capacitatea de debit a generatorului la 1,2 până la 1,5 ori consumul maxim de azot al mașinii de tăiat cu laser, pentru a asigura o presiune stabilă în timpul funcționării continue.

3. Presiune

Tăierea cu laser necesită livrarea stabilă a azotului la presiune înaltă - de obicei 1,0 până la 2,5 MPa (10 până la 25 bar) în funcție de material și grosime. Fluctuațiile de presiune cauzează o calitate inconsistentă a tăierii. Asigurați-vă că generatorul și sistemul de compresor pot menține o presiune stabilă la debitul necesar. Un rezervor tampon dedicat între generator și mașina de tăiat ajută la atenuarea vârfurilor și căderilor de presiune.

4. Alimentarea cu aer comprimat

Generatoarele de azot nu produc azot din nimic - îl separă din aerul comprimat. Calitatea și capacitatea compresorului de aer afectează direct performanța generatorului. Cerințele includ:

• Aer comprimat fără ulei sau filtrat - Contaminarea cu ulei degradează CMS sau membrana.
• Capacitate adecvată de aer - Compresorul trebuie să livreze suficient aer pentru a alimenta generatorul la capacitate maximă. Generatoarele PSA necesită de obicei 3-5 volume de aer comprimat per volum de azot produs.
• Uscător de aer - Umiditatea trebuie eliminată înainte ca aerul să intre în generator, pentru a proteja mediul de separare.

5. Ciclu de funcționare și redundanță

Luați în considerare câte ore pe zi funcționează operațiunea de tăiere. Pentru producția continuă, alegeți un generator evaluat pentru funcționare 24/7. Dacă timpul de funcționare este critic, luați în considerare un sistem PSA cu două coloane care poate funcționa în timp ce o coloană este în service, sau o sursă de rezervă de azot pentru perioadele de întreținere.

Potrivirea unui generator de azot cu mașina de tăiat cu laser

Pentru a dimensiona corect un generator de azot, trebuie să cunoașteți specificațiile de consum de azot ale mașinii de tăiat cu laser. Date cheie:

• Debitul maxim de gaz al duzei (din specificațiile mașinii)
• Intervalul de presiune de lucru
• Orele tipice de tăiere zilnică cu azot
• Amestecul de materiale și intervalul de grosimi

De exemplu, o mașină de tăiat cu laser cu fibră de 3000W care taie oțel inoxidabil la diverse grosimi poate necesita debite de azot cuprinse între 500 și 3.000 L/min, în funcție de duză și grosimea materialului. O mașină de mare putere de 12.000W care taie oțel inoxidabil gros poate necesita debite semnificativ mai mari. Consultați întotdeauna atât producătorul mașinii laser, cât și furnizorul generatorului de azot pentru a verifica cerințele de potrivire.

Economii de cost: generare la fața locului vs. azot achiziționat

Deși un generator de azot necesită o investiție inițială de capital, perioada de recuperare este adesea de 12 până la 24 de luni pentru atelierele cu nevoi regulate de tăiere cu azot. Factori cheie:

• Azot în vrac - Plătiți pentru livrare, stocare, pierderi prin evaporare și închirierea rezervorului. Costurile fluctuează în funcție de prețurile furnizorului.
• Azot îmbuteliat - Cel mai scump per unitate de volum; potrivit doar pentru consum foarte scăzut.
• Generare la fața locului - Costul principal este electricitatea pentru compresorul de aer. Odată ce sistemul este amortizat, costul azotului scade la o fracțiune din prețul gazului achiziționat.

Pentru atelierele de fabricație cu volum mare, economiile pot fi substanțiale. Un atelier care cheltuiește 2.000-5.000 USD pe lună pentru azot în vrac poate constata că un generator PSA se amortizează în mai puțin de doi ani.

Considerații privind instalarea și integrarea

Când adăugați un generator de azot la operațiunea de tăiere cu laser, planificați pentru:

• Spațiu pe podea - Generatoarele PSA necesită spațiu pe podea pentru generator, compresor de aer, uscător de aer și rezervor tampon.
• Conducte - Conductele de livrare a azotului de înaltă presiune de la generator la mașina laser trebuie dimensionate și evaluate corespunzător.
• Alimentare electrică - Compresorul de aer este principalul consumator de energie; asigurați o capacitate electrică adecvată.
• Ventilație - Compresorul și generatorul produc căldură; asigurați o ventilație adecvată în zona de instalare.

Despre generatoarele de azot Xinhong CNC

Shandong Xinhong CNC Technology Co., Ltd. fabrică echipamente laser cu fibră din 2005. Pe lângă mașinile noastre de tăiat cu laser cu fibră (2000W-30000W) și sistemele de sudare, oferim generatoare de azot proiectate să se integreze perfect cu echipamentele noastre de tăiere. Generatoarele noastre de azot PSA sunt construite sub sistemul nostru de calitate ISO 9001:2015 și pot fi configurate pentru conformitate CE.

Pentru a afla mai multe despre generatoarele de azot pentru operațiunea dumneavoastră de tăiere cu laser, vizitați catalogul nostru de produse sau contactați echipa noastră. Vă vom ajuta să dimensionați un sistem de azot care să corespundă puterii laserului, mixului de materiale și volumului de producție.