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清洗气室以更好地进行激光切割

发布时间:2020/01/21 10:57

清洗气室以更好地进行激光切割

干燥的压缩空气增加激光切割的效果

发布于:2020年1月21日

发布人:江苏科茂自动化有限公司

关于:激光切割

激光气体干燥系统
完整的通风系统干燥系统由四个组件组成:压缩机,冷却器,接收器和过滤器。某些系统没有冷却器。

当在制造过程中使用激光切割金属部件时,操作的有效性(实现最大产量和切割精度)取决于光的强度。

在大多数情况下,来自激光的光会通过包含一系列反射镜的气室传输,以将其引导至切割操作的位置。此气室中的镜子必须保持清洁干燥。如果允许灰尘或湿气等异物积聚在镜子上,则聚焦在金属上的光强度和切割过程的最终效率将降低。

通常,压缩空气或氮气在通风室内循环,以确保不存在水,污垢,灰尘,烟气,雾霾和固体颗粒物,从而使镜子不会变得混浊。气体中的水分特别麻烦,因为它会粘附在镜子上并使颗粒物质沉积在镜子上。

压缩气体中可接受的异物含量取决于激光的强度和应用的性质。描述压缩空气中可接受的污染物水平和纯度等级的ISO 8573-1规范是一个有用的参考点(请参见图1)。

图1: ISO-8573-1标准定义了压缩空气中可接受的异物含量。
固体
最大粒径(微米) 最高 浓度 最高 压力露点 最高 浓度
PPM 毫克/米3 Ø ˚F Ø ç PPM 毫克/米3
1个 0.1 0.08 0.1 -94 -70 0.008 0.01
2 1个 0.8 1个 -40 -40 0.08 0.1
3 5 4.2 5 -4 -20 0.83 1个
4 15 6.7 8 37 3 4.2 5
5 40 8.3 10 45 7 21 25
6 50 10

采用了几种方法来为光束路径提供干燥气体。在某些情况下,干燥的压缩气体可以从高压钢瓶或杜瓦瓶中获得,但是气体也可以在现场进行压缩和干燥。

也许最简单的方法是压缩气体,然后使其恢复到接近大气压的压力。然而,尽管这种方法去除了一些水分,但是大量的水分保留在气体中(参见图2),并且可能没有足够干燥或没有颗粒物质以确保光束路径中的镜面清洁。

图2:压缩和冷却从空气中除去了一些水,但仍有大量水分。
  录取 出口 减压
体积(立方英尺) 8 1个 8
压力(表压PSI) 0 100 1个
温度示例,F(℃) 68(20) 158(70) 68(20)
含水量(以克为单位的蒸气) 2.1 2.1 0.6
相对湿度,百分比 50 30 100
所显示压力的露点,F(C) 50(10) 97(36) 68(20)

诸如制冷,变压吸收和干燥之类的技术已用于从气体中去除水分和颗粒。近年来,已经开发出用于干燥和去除颗粒物的膜式空气干燥器系统,以冲洗束路径。

系统设计

典型的空气供应系统的总体设计。在大多数情况下,干燥机在使用时位于靠近应用场合的位置,以便操作员可以对其进行维护。某些压缩机系统没有后冷却器,这意味着空气以240至400华氏度的温度离开压缩机,其中装有大量的水蒸气,当空气冷却时,这些水蒸气会凝结在管路中。例如,当空气冷却到100华氏度时,空气中总水分的大约三分之二将被冷凝,并可能在干燥步骤中产生问题。

膜式空气干燥器包括两个阶段的过程,以提供清洁,干燥的压缩空气(请参见图4)。在第一阶段,压缩空气通过高效的聚结过滤器,以0.01微米的效率去除99.99%的油和水滴以及颗粒物。聚结过滤器由氟碳树脂粘合剂中的硼硅酸盐玻璃纤维基体组成,该基体具有抗水,碳氢化合物润滑剂和合成润滑剂的性能。

被聚结过滤器捕获的液体滴入外壳的底部,并由自动排水装置自动排空,因此过滤器可以无限期地继续清除液体,而不会降低效率或流量。离开该过滤器的空气仅包含水蒸气,然后在空气通过一个膜组件时将其除去,该膜组件由仅对水蒸气可渗透的中空膜纤维束组成。
激光气路
图4.压缩空气干燥器系统由聚结过滤器(左)和干燥过滤器(右)组成。

空气干燥器系统旨在承受150磅/平方英寸(PSI)的最大压力,流量范围从1标准立方英尺/分钟(SCFM)到600 SCFM。

能力和局限性

膜干燥器可以提供的空气露点与入口的温度低至-40华氏度,而环境温度则高达100华氏度,入口压力为每平方英寸100磅。低露点可确保系统输送的空气中存在极少量的水。这使可沉积在反射镜上的异物数量最少,并优化了光通量。

该系统可以连续不断地提供恒定的干燥空气流-每天24小时,每周7天。膜式空气干燥器中没有活动部件,因此维护成本降至最低。

因为膜式空气干燥器不需要电,所以运行成本低。应定期(通常每六个月)更换一次预滤筒。此操作大约需要五分钟,并且不需要任何工具。

膜系统旨在适应制造环境。它可以壁挂式安装,不需要任何地板空间。另外,该系统包括一个排水口,以便将冷凝水转移到废水中。它的使用不涉及环境危害,例如化学制冷剂。

膜系统可用于多种激光,但需要设施中可靠的压缩空气源。膜系统的局限性在于它不能去除空气中痕量的CO 2;对于功率非常强大的激光器(例如那些具有5,000 W或更高的激光谐振器的型号),这可能是一个问题。

激光束路径的压缩空气应干燥且无颗粒物,以帮助确保透射光的镜子保持清洁,并可以透射最大量的光。膜式空气干燥器代表了一种以可靠的方式提供极干燥的空气以净化激光路径的方法。

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn