Meginregla um leysi-súrefniseldsneytis blendingsskurðarvél

Laserlogaskurður á samsettum efnum vísar venjulega til „leysir súrefnisskurður„, sem er ein helsta leysiskurðarferlið (hin tvö eru leysibræðsluskurður og leysigufuskurður). Það þýðir ekki „leysirmyndaður logi“ heldur blendingsferli sem notar leysi sem hitagjafa, ásamt hreinu súrefni sem hjálpargasi, til að hefja kröftug oxunarbrennsluviðbrögð (þ.e. „logi“) í málmum (aðallega stálefnum) meðan á skurðarferlinu stendur. Þetta ferli nýtir varmaorkuna frá efnahvörfunum til að auka skurðarafköst verulega.

Næst munum við útskýra meginreglu þess í smáatriðum frá nokkrum sjónarhornum:

Kjarnaregla: Leysistýrð málmbrennsla

1. Hlutverk leysigeislans (kveikja og viðhald):

• Orkuþéttur leysigeisli er beint að yfirborði vinnustykkisins, sem veldur því að hitastig geislaðs málmsins hækkar hratt upp að kveikjumarki (um það bil 1350°C fyrir járn).
• Leysigeislinn veitir samfellda, nákvæma og orkuríka hitagjafa sem ekki aðeins kveikir í viðbrögðunum, heldur, enn mikilvægara, viðheldur viðbragðssvæðinu við háan hita.

2. Hlutverk súrefnis (brennsluefni og hreinsiefni):

• Einn straumur af háþrýstings-, hágæða súrefni er sprautaður samhliða með leysigeislanum á málmblettinn sem leysirinn hefur hitað.
• Járnið (Fe) sem nær kveikjupunkti og súrefnið (O₂) gangast undir öfluga oxunarútvermda viðbrögð (bruna): 4Fe3O₂ → 2Fe2O, hiti
• Þessi viðbrögð losa mikinn hita (um það bil 3-5 sinnum meiri orku en leysirinn sjálfur!). Þetta er lykillinn að „samsettri“ orku. Þessi viðbótarhiti eykur verulega heildarbræðslu-/gasmyndunargetuna.

3. Samsett samstarfsferli:

• Forhitun og kveikja: Leysirinn hitar fyrst upp staðbundinn málm að kveikjupunkti.
• Brennisteinsútblástur: súrefnisinnspýting, málmurinn brennur harkalega og myndar mun meiri hita en leysirinn sjálfur getur veitt, bráðnar eða jafnvel oxar málminn hratt og myndar gjall (aðallega FeO og Fe3o4).
• Blástur og mótun: Annað mikilvægt hlutverk háþrýstings súrefnisgasflæðis er að blása bráðnu málmoxíði (gjall) sem myndast við efnahvarfið frá skurðarsamskeytinu kröftuglega eins og „lofthnífur“ til að mynda hreint og tiltölulega slétt skurðyfirborð.

Samfelld: Leysigeislinn hreyfist fram á við, forhitar nýja svæðið stöðugt og brennsluviðbrögðin fylgja leysigeislanum áfram og niður og komast að lokum inn í vinnustykkið og mynda skurð.

Hvernig er þessi „samsetta“ aðferð svona skilvirk? (Kostur)

1. Sterk hæfni til að skera þykkar plötur:Fyrir kolefnisstál (eins og lágkolefnisstál) er súrefnisskurður með leysigeisla hagkvæmasta og hraðasta aðferðin til að skera meðalþykkar og þykkar plötur (venjulega meira en 6 mm, allt að 30 mm eða jafnvel þykkari). Hrein leysigeislaskurður (eins og með köfnunarefni) þarf að reiða sig eingöngu á leysigeislaorku til að bræða málminn, og yfirborð þykkrar plötu virðist ekki nægjanlegt.

2. Hraður skurðarhraði:Vegna viðbótar efnaorku við brennsluviðbrögð málms er heildarorkuinntakið mun hærra en orkuinntak eins leysigeisla, þannig að skurðarhraðinn er verulega hraðari en bræðsluskurður við sama afl.

3Rafmagnsþörf búnaðar er tiltölulega lítil:Til að skera sama kolefnisstál getur leysigeislaorkan sem þarf til súrefnisskurðar með leysigeisla verið mun lægri en fyrir hreina bræðsluskurð með leysigeisla, sem dregur úr kostnaði við búnað og orkunotkun.

4. Góð skurðargæði:Fyrir þykkar plötur úr kolefnisstáli er hægt að fá skurðyfirborð með góðri lóðréttu stöðu og minna gjall (kjörástand).

Einkenni og takmarkanir ferlisins

1. Efnisval:

• Aðallega fyrir hvarfgjörn málma: Algengasta og kjörna notkunarefnið er kolefnisstál.

• Ekki hentugt fyrir ryðfrítt stál, ál, kopar o.s.frv.:
• Ryðfrítt stál: Króm (Cr) og önnur frumefni mynda oxíð með háu bræðslumarki (eins og Cr2O3) sem hindra oxunarviðbrögðin og gjallið blás ekki auðveldlega burt, sem leiðir til hrjúfrar skurðarflöts og alvarlegra gjallflekkja.
• Ál og kopar: bræðslumark oxíða þess (Al₂O₃,CuO) er mun hærra en bræðslumark undirlagsins sjálfs, þekur yfirborðið eins og hart skel, kemur í veg fyrir að viðbrögðin haldi áfram og hafa mikla endurskinsgetu gagnvart leysi.

2. Einkenni skurðyfirborðs:

• Vegna oxunarviðbragða mun yfirborð skurðarins hafa oxíðlag (svipað og við blámálun) og getur verið örlítið hrjúft (samanborið við björtu hliðina á köfnunarefnisskurðinum).
• Það gæti verið lítilsháttar gjall sem hangir neðst, sem þarf að lágmarka með því að fínstilla ferlisbreyturnar.

3. Hitaáhrifasvæðið er stærra:Ofbeldisfull oxunarviðbrögð mynda meiri hita, sem leiðir til þess að hitaáhrifasvæðið á vinnustykkinu verður breiðara en svæðið við leysibræðslu og skurð, og heildarhitaaflögun vinnustykkisins getur verið örlítið meiri.

Samanburður við aðrar skurðaraðferðir

VS. Hrein leysir köfnunarefnisskurður (bræðsluskurður):

• Köfnunarefnisskurður: Með leysigeislaskurði er bræddu málminum blásið burt með háþrýstingsköfnunarefni. Engin oxunarviðbrögð, sneiðin er björt og ekkert oxíðlag, en hraðinn er hægur, gasnotkunin mikil og kostnaðurinn mikill. Það er hentugt fyrir ryðfrítt stál, ál o.s.frv., og það er ekki hagkvæmt fyrir þykkt kolefnisstál.
• Súrefnisskurður: Viðbót oxunarviðbragða, hraður hraði, lágur kostnaður, hentugur fyrir kolefnisstál, en þversniðin hefur oxíðlag.

VS. Hefðbundin logskurður (oxýasetýlenskurður):

• Hefðbundinn logi: með forhitun loga, skurður með hreinni súrefnisbrennslu. Hæg forhitun, breiður rauf, lítil nákvæmni og mikil hitauppstreymi.
• Lasersúrefnisskurður: með mikilli orku leysir nákvæmni, hraðri forhitun, skurðarsamskeyti er mjög þröngt (og leysigeislaþvermál), mikil nákvæmni, lítil
• Halli ll, lítil hitauppstreymi, er hefðbundin nútímavæðing logaskurðar og uppfærsla með mikilli nákvæmni.

Yfirlit

Kjarnareglan í skurðarvél með leysigeisla er að nota orkuríkan leysigeisla til að kveikja nákvæmlega og viðhalda brennsluviðbrögðum málms (járns) í hreinu súrefnisumhverfi og sameina varmaorku leysisins við efnaorku málmoxunar til að ná fram „1 1>2“ skurðaráhrifum. Hún sameinar fullkomlega kosti mikillar nákvæmni og mikillar fókus leysisins við kosti mikillar skilvirkni og lágs kostnaðar við súrefnisbrennslu, sem gerir hana að ómissandi aðferð á sviði miðlungs og þykkra kolefnisstálplataskurðar.