Thiết bị khí để cắt laser CO 2 : Lớp sơn lót

Duy trì cắt chính xác chính xác là mục tiêu

Cho dù họ đã từng trải qua thử thách này hay mới giải quyết nó lần đầu tiên, thì các nhà phân phối khí đốt và chủ sở hữu máy laser thiết lập máy cắt laser mới hoặc cũ đều có một điểm chung: Họ cần độ chính xác.

Việc lắp đặt máy cắt laser có thể là một công việc phức tạp, đặc biệt nếu hệ thống có khả năng xử lý vật liệu và sẽ chạy không cần giám sát. Với các loại laser cắt CO _{2 phổ biến hơn (xem} Hình 1 ), điều quan trọng cần lưu ý là một nửa số laser dành cho ứng dụng khí cụ thể, nửa còn lại dành cho ứng dụng công nghiệp hơn và mỗi loại có các yêu cầu riêng biệt.

Các bộ phận của Laser CO ₂

Hãy bắt đầu danh sách kiểm tra ảo bằng cách chia nhỏ tia laser CO ₂ thành hai phần hoạt động chính của nó.

1. Bộ cộng hưởng. Bộ cộng hưởng là một phần của tia laser tạo ra chùm tia cắt. Nó đòi hỏi độ tinh khiết cao (cấp 5 hoặc tốt hơn) CO ₂ , nitơ và heli. Carbon monoxide đôi khi được thêm vào hỗn hợp khí của bộ cộng hưởng, tùy thuộc vào nhà sản xuất bộ cộng hưởng. Một số nhà sản xuất laser đã phát triển các bộ cộng hưởng sử dụng một lượng nhỏ các khí này đến mức chúng được cung cấp cùng với máy và không yêu cầu thay thế trong một năm hoặc hơn.

Trong quá trình kết nối xi lanh mới, phải tiến hành thanh lọc đầu vào của khí trong bộ cộng hưởng để loại bỏ không khí xung quanh, độ ẩm và chất nhiễm bẩn trước khi khí có thể đi vào bộ cộng hưởng (xem Hình 2 ).

2. Đầu cắt. Đầu cắt tập trung chùm tia laser vào bề mặt cắt của vật liệu. Nó yêu cầu khí hỗ trợ nitơ hoặc oxy, từ loại công nghiệp đến loại 4,5.

Yêu cầu về áp suất có thể từ 100 đến 400 PSI đối với oxy và 100 đến 500 PSI đối với nitơ. Yêu cầu về dòng chảy ở mặt sau của laze là 100 đến 1.000 SCFH đối với oxy và 500 đến 3.000 SCFH đối với nitơ. Hướng dẫn cài đặt thường chỉ ra các yêu cầu về lưu lượng và áp suất khí ở mặt sau của tia laser để cắt tối đa máy có thể thực hiện.

Kích thước hệ thống

Điều đáng chú ý là 80 phần trăm những người mua máy cắt laser sẽ mua chiếc thứ hai trong vòng 12 tháng tới. Thông thường, đường cong học tập quy định rằng chủ sở hữu laze bắt đầu với một công việc hoặc thông số và phát triển thông qua khả năng của máy cho đến khi đạt đến giới hạn cắt của nó.

Mặc dù điều này không phải lúc nào cũng đúng, nhưng “ném gấu và bắn sóc” vẫn tốt hơn so với cách khác. Hầu hết các chủ sở hữu laser bắt đầu chạy càng nhiều công việc càng tốt thông qua máy, thường là tìm giới hạn trên của laser khá nhanh.

Hệ thống khí cộng hưởng

Loại hệ thống khí cộng hưởng được yêu cầu phụ thuộc vào việc tia laser có khả năng xử lý vật liệu hay không.

Hình 2: Một bộ điều chỉnh với thanh lọc đầu vào được sử dụng để duy trì độ tinh khiết của khí trong bộ cộng hưởng laser.

Những người có hệ thống xử lý vật liệu thường chạy tia laser mà không cần giám sát, điều này đòi hỏi nguồn cung cấp khí liên tục. Hầu hết các máy cắt laser thương mại sử dụng ba thành phần khí cộng hưởng riêng biệt hoặc một xi lanh khí trộn sẵn. Cần cung cấp khí liên tục hoặc laser sẽ tự tắt khi hết khí.

Cho dù khí liên tục đó được cung cấp bởi hệ thống chuyển mạch (xem Hình 3 ) hay bởi bộ điều chỉnh trên xi lanh, thì sự nhiễm bẩn vẫn là một vấn đề nghiêm trọng. Một lần nữa, việc làm sạch đầu vào và đường dây của khí cộng hưởng và các hệ thống là rất quan trọng để loại bỏ tất cả không khí xung quanh trước khi khí của bộ cộng hưởng đi vào mặt sau của tia laser.

Quá trình thanh lọc là cần thiết vì các thành phần của bộ cộng hưởng, đặc biệt là các gương mạ vàng trong buồng của nó giúp chùm tia dội lại trong buồng trước khi chùm tia được hướng tới đầu cắt. Nếu độ ẩm hoặc hạt gây ô nhiễm xâm nhập vào buồng cộng hưởng cùng với khí, những tạp chất này sẽ bị đốt cháy trên bề mặt của gương vàng khi nó phản xạ chùm tia laser qua lại, phá hủy gương.

Gương bị hỏng thường được biểu thị bằng chất lượng cắt kém và mức tiêu thụ điện năng cao, và nó không được bảo hành. Việc thay thế gương có thể tốn từ 300 đến 500 đô la và một bộ cộng hưởng laser thông thường có tới 10 gương. Chi phí lao động có thể là 1.500 đô la cho kỹ thuật viên dịch vụ, chưa kể đến thời gian sản xuất bị mất.

Hai yếu tố khác thường bị bỏ qua trong quá trình thiết lập hệ thống khí cộng hưởng là van giảm áp để bảo vệ khỏi sự cố của bộ điều chỉnh và bộ lọc nội tuyến để đảm bảo khí sạch, không bị nhiễm bẩn. Hầu hết các nhà sản xuất laser khuyến nghị sử dụng bộ lọc nội tuyến 2 micron và van giảm áp thích hợp được lắp đặt ở đường giữa đầu ra của bộ chuyển mạch hoặc bộ điều chỉnh khí của bộ cộng hưởng và mặt sau của laser. Một số nhà sản xuất yêu cầu các cài đặt này để được bảo hành, nhưng bất kể, cả hai đều là ý tưởng tốt để bảo vệ tia laser.

khí hỗ trợ

Việc không cung cấp áp suất khí hỗ trợ chính xác và dòng chảy đến mặt sau của tia laser sẽ khiến nó ngừng hoạt động. Do đó, bình chứa chất lỏng hoặc bình chứa số lượng lớn thường được sử dụng để duy trì các yêu cầu về lưu lượng cao đối với khí.

Một xi lanh lỏng tiêu chuẩn chứa oxy hoặc nitơ được đánh giá ở mức 200 đến 300 SCFH để sử dụng khí liên tục. Tốc độ dòng chảy 350 SCFH có thể đạt được trong thời gian ngắn. Bình chứa chất lỏng kiểu laser cung cấp tới 500 PSI và 1.000 SCFH khí.

Khi yêu cầu lưu lượng khí cao hơn, một lựa chọn là đẩy chất lỏng ra khỏi xi lanh vào thiết bị hóa hơi độc lập để tăng thể tích khí. Một cách khác là sử dụng một bể chứa lớn để cung cấp khí. Bộ lọc nội tuyến và van giảm áp thường được khuyến nghị cho các ứng dụng này.

Khi xem xét các thiết bị khí để cắt laser, các nhà chế tạo nên nhớ rằng tổng thể bằng tổng của nhiều hệ thống và thiết bị đa dạng của nó. Đặc biệt quan trọng xuyên suốt là nhu cầu về độ chính xác để đảm bảo độ chính xác trong các công việc lớn và nhỏ.

Hình 3: Hệ thống chuyển đổi khí đảm bảo cung cấp khí cho bộ cộng hưởng không bị gián đoạn.