服务咨询热线15851030435
网站首页
产品展示
成功案例
新闻动态
资料下载
联系我们
关于我们
咨询热线
15851030435
地址:南通市崇川区虹桥街道光明新村
传真:0515-85653550

新闻动态

当前位置:主页 > 新闻动态 >

二氧化碳激光器的气体输送

发布时间:2019/12/08 12:43

二氧化碳激光器的气体输送

了解激光切割中使用气体的基本知识,以充分利用设备

发布于:2019年12月8日
发表人:江苏科茂自动化有限公司
关于:激光切割
激光切割

一台CO2激光切割机的名字暗示了气体对其操作的重要性。CO2是产生激光束所需的气体之一。其他气体(例如氮气和氧气)用于改进特定应用的切割效果。


金属制造商通常对设置新的或二手的CO 2切割激光器需要什么有很多疑问(见图1)。他们绝对想要的两件事是设备正常工作和高效工作。

当然,对激光器如何使用气体的基本理解可以帮助帮助设置操作激光器所需的气体输送系统。与这些应用程序一起工作的最佳发现是了解影响气体运行方式的三个基本因素:纯度,压力和流量。

高纯度

谐振器是使用氮气,氦气和CO 2气体产生切割光束的激光器的一部分。这些气体的纯度等级必须为5.0或更高,并且在进入谐振器之前必须进行进气净化。根据激光器制造商的不同,谐振器气体可能会以三个独立的成分出现,每个都需要一个单独的气体传输系统,或者所有三种气体都可以合并到一个预混缸中。取决于激光器制造商,也可以将少量一氧化碳添加到谐振器气体混合物中。

当安装新的谐振器气瓶时,除非采取预防措施,否则周围的空气会进入调节器或软管的入口。在谐振腔气体进入谐振腔之前,短短的三到五秒钟的吹扫就足以清除周围的空气,湿气和任何污染物。此清除是不可忽视的关键步骤。

如果在气流进入谐振器之前没有从气流中除去周围的空气污染,它将损坏谐振器中的光学器件,并随着时间的流逝导致光束质量下降。发生这种情况时,激光器将开始消耗更多的功率,切割的质量将降低到需要维修工厂的技术。

技术人员和所涉及零件的成本仅为烦恼的一半。这种烦恼的情况的另一半是让激光停机一天左右。

以正常速度运行的切割激光每小时可产生数万美元的收入,这是大多数商店明智地投资激光切割技术的底线动机。出售的许多激光器都具有物料搬运功能,因此该机器可以无人值守地24/7运行。就是说,如果没有为激光器提供一致的,不间断的气体源,它将关闭。

如果您决定购买基本的调节器(参见图2)来供应谐振器气体,则当气瓶用完时,激光器将关闭,直到连接了新的气瓶。切换歧管(参见图3)是用于向激光器提供不间断谐振腔气体流的有效解决方案。一些激光制造商已经开发出使用如此少量气体的谐振器,从而为机器提供了无需更换一年或一年以上的气缸。

由于要保持气体的纯度是目标,因此,使用三个安装在墙上的谐振器气体调节器和挠性软管或尾纤来连接气瓶是一种极好的方法,其理由如下:

  1. 更换气缸期间,会发生80%的调节器损坏。将设备安装在墙上可以使调节器不受伤害。
  2. 壁挂式调节器可以使用不锈钢管将调节器的出口(管接头)连接到激光器的背面。金属对金属的密封确保了密封性。值得注意的是,泄漏不仅会导致流出,还会使周围的空气排入气流。
  3. 挠性软管可以与内置在压缩气体/空气(CGA)气瓶接头中的止回阀一起提供。止回阀可最大程度地减少吹扫周期,并最大程度地减少环境空气到达谐振器的机会。

当然,最明智的是始终遵循激光器制造商的指南,以确保激光器背面允许的最大入口压力。如果气体输送系统发生故障,则可保护谐振器的安全阀也应安装在激光器背面气体入口之前的管线中。
气阀
使用基本的调节器供应共振器气体时,当气缸耗尽时,激光会关闭。
 

即使谐振腔的气体等级是高纯度的,一些激光器制造商仍建议使用2微米过滤器,以确保没有颗粒污染物到达谐振腔。

压力和流量

在CO 2切割激光器上使用的辅助气体是氧气和氮气。有时可以将空气用于此过程,但是处理颗粒过滤和去除水分的成本通常会鼓励金属制造商使用氮气,因为他们认为氮气是一种更具吸引力的选择。辅助气体的等级会影响切割质量。因此,大多数激光器制造商建议等级为4.5或更高。

氧气切割压力的范围为每平方英寸100到400磅(PSI),每小时的消耗量为100到4,000标准立方英尺(SCFH)。氮气切割压力通常为300至500 PSI,在激光背面的消耗量可能为1,000至6,000 SCFH。

激光辅助气体的高流量要求要求使用装有圆顶的调节器。优选可以在高压缸或托架,液体缸或散装罐管线上使用的高流量调节器。高压汽缸架可用于启动或低流量应用,但当应用需要更高流量时,效率低且成本高。

另一个限制因素是,即使将12至18个高压气瓶在支架上连接在一起,并且每个气瓶包含200至300立方英尺的气体,通过阀,CGA连接和柔性软管的气体流量也受到限制。

高压气缸托架通常具有两个出口阀,任何系统中的最小孔口都是限制因素。由于一个阀的流量通常限制在大约1,500 SCFH,因此可以使用气缸托架。但是,一定要一次将其中的几个连接起来,并将两个尾纤连接到一个托架上(一根软管连接到托架前面的阀门,一根软管连接到位于托架后面的阀门),以便实现最大流量。

液态气体

由于辅助气体在激光切割中的流量要求很高,因此通常会使用钢瓶或大罐来经济地连续使用这些气体。

对于连续的气体使用,典型的氧气或氮气液体钢瓶的额定功率约为200至300 PSI,短时间内可以达到350 SCFH的流量。几家公司生产激光式气缸,可提供高达500 PSI和1,000 SCFH的气体。建议使用具有高流量的全自动切换(请参见图4)。

当气流需求需要更大的容量时,下一步之一就是使用液缸。通过将液体推入独立式蒸发器中,制造商可以产生所需的大量气体。

如果应用需要,可以使用一个用于辅助气体的大罐。可以根据系统的流量需求来确定散装罐的容量,并与能够向激光器提供一致压力和流量源的适当大小的蒸发器相匹配。建议使用入口40微米过滤器,以防止微粒进入激光器。还建议在管路中安装适当尺寸的溢流阀,以在调节器发生故障时保护激光器。

对纯度,压力和流量影响激光器使用气体的方式有一定的了解,对于建立既可以正常工作又具有成本效益的气体输送系统至关重要。
江苏科茂自动化有限公司  www.jskemao.cn
数控焊割设备制造商