Kanuni ya Mashine ya Kukata Mseto ya Laser-Oxyfuel

Kukata kwa mchanganyiko wa moto wa leza kwa kawaida hurejelea "kukata oksijeni kwa leza", ambayo ni mojawapo ya michakato mikuu ya kukata kwa leza (miwili mingine ni kukata kuyeyusha kwa leza na kukata kwa uvukizi wa leza). Haimaanishi "moto unaozalishwa na leza," bali ni mchakato mseto unaotumia leza kama chanzo cha joto, unaoongezewa na oksijeni safi kama gesi ya kusaidia, kuanzisha mmenyuko mkali wa mwako wa oksidi (yaani, "moto") katika metali (hasa vifaa vya chuma) wakati wa mchakato wa kukata. Mchakato huu hutumia nishati ya joto kutoka kwa mmenyuko wa kemikali ili kuongeza kwa kiasi kikubwa utendaji wa kukata.

Ifuatayo, tutaelezea kanuni yake kwa undani kutoka mitazamo kadhaa:

Kanuni Kuu: Mwako wa Chuma Unaodhibitiwa Unaosababishwa na Leza

1. Jukumu la leza (kuwasha na matengenezo):

• Mwangaza wa leza wenye msongamano mkubwa wa nishati huelekezwa kwenye uso wa kazi, na kusababisha halijoto ya chuma kilichomwagika kupanda haraka hadi mahali pake pa kuwaka (takriban 1350°C kwa chuma).
• Mwaleza hutoa chanzo cha joto kinachoendelea, sahihi, na chenye nishati nyingi ambacho sio tu huwasha mmenyuko, lakini muhimu zaidi hudumisha eneo la mmenyuko kwenye halijoto ya juu.

2. Jukumu la oksijeni (kichocheo cha mwako na mchomaji):

• Mtiririko 1 wa oksijeni yenye shinikizo la juu na usafi wa juu huingizwa kwa njia ya koaksi na boriti ya leza kwenye sehemu ya chuma inayopashwa joto na leza.
• Chuma (Fe) kinachofikia sehemu ya kuwaka na oksijeni (O₂) hupitia mmenyuko mkali wa oksidishaji (mwako):4Fe 3O₂ → 2Fe2O, joto
• Mwitikio huu hutoa joto nyingi (karibu mara 3-5 ya nishati ya leza yenyewe!), Huu ndio ufunguo wa nishati ya "kiungo". Joto hili la ziada huongeza sana uwezo wa jumla wa kuyeyusha/kutengeneza gesi.

3. Mchakato wa ushirikiano wa pamoja:

• Kupasha joto na kuwasha: Leza kwanza hupasha moto chuma cha ndani hadi mahali pa kuwasha.
• Exothermiki ya mwako: sindano ya oksijeni, chuma huwaka kwa nguvu, na kutoa joto kubwa zaidi kuliko leza yenyewe inavyoweza kutoa, kuyeyusha au hata oksidi ya chuma haraka, na kutengeneza slag (hasa Feo na Fe3o4).
• Kupuliza na kutengeneza: Jukumu lingine muhimu la mtiririko wa gesi ya oksijeni yenye shinikizo kubwa ni kupuliza oksidi ya chuma iliyoyeyuka (slag) inayotokana na mmenyuko kutoka kwa mshono wa kukata kwa nguvu kama "kisu cha hewa" ili kuunda uso safi na laini wa kukata.

Mwelekeo wa Leza: Mwangaza wa leza husogea mbele, hupasha joto eneo jipya kila mara, na mmenyuko wa mwako hufuata mwelekeo wa leza mbele na chini, na hatimaye hupenya kwenye kipande cha kazi na kutengeneza mkato.

Mbinu hii ya "mchanganyiko" ina ufanisi gani? (Faida)

1. Uwezo mkubwa wa kukata sahani nene:Kwa chuma cha kaboni (kama vile chuma cha kaboni kidogo), kukata oksijeni kwa leza ndiyo njia ya gharama nafuu na ya haraka zaidi ya kukata sahani zenye unene wa kati na unene (kawaida zaidi ya 6mm, hadi 30mm au hata nene). Kukata kwa kuyeyusha kwa leza safi (kama vile na nitrojeni) kunahitaji kutegemea kabisa nishati ya leza ili kuyeyusha chuma, uso wa sahani nene unaonekana kutotosha.

2. Kasi ya kukata haraka:kutokana na kuongezwa kwa nishati ya kemikali ya mmenyuko wa mwako wa chuma, jumla ya nishati inayoingia ni kubwa zaidi kuliko ile ya nishati moja ya leza, kwa hivyo kasi ya kukata ni haraka zaidi kuliko kukata kuyeyuka chini ya nguvu ile ile.

3Mahitaji ya nguvu ya vifaa ni ya chini kiasi:Ili kukata chuma cha kaboni sawa, nguvu ya leza inayohitajika kwa kukata oksijeni ya leza inaweza kuwa chini sana kuliko ile ya kukata kwa kuyeyusha kwa leza safi, hivyo kupunguza gharama za vifaa na matumizi ya nishati.

4. Ubora mzuri wa kukata:Kwa sahani zenye unene wa chuma cha kaboni, uso wa kukata wenye wima mzuri na slag kidogo (hali bora) unaweza kupatikana.

Sifa na mapungufu ya mchakato

1. Uteuzi wa nyenzo:

• Kimsingi kwa metali tendaji: Nyenzo ya kawaida na bora zaidi ya matumizi ni chuma cha kaboni.

• Haifai kwa chuma cha pua, alumini, shaba, n.k.:
• Chuma cha pua: kromiamu (Cr) na elementi zingine zitaunda oksidi zenye kiwango cha juu cha kuyeyuka (kama vile Cr2O3), ambazo huzuia mmenyuko wa oksidi kuendelea, na slag si rahisi kupeperushwa, na kusababisha uso wa kukata mbaya na slag kubwa kunyongwa.
• Alumini na shaba: kiwango cha kuyeyuka kwa oksidi zake (Al2O3,CuO) ni cha juu zaidi kuliko kile cha substrate yenyewe, hufunika uso kama ganda gumu, kuzuia mmenyuko kuendelea, na kuwa na uakisi mkubwa kwa leza.

2. Sifa za uso wa kukata:

• Kutokana na mmenyuko wa oksidi, uso wa sehemu iliyokatwa utakuwa na safu ya oksidi (sawa na matibabu ya bluu) na inaweza kuwa mbaya kidogo (ikilinganishwa na upande angavu wa sehemu iliyokatwa ya nitrojeni).
• Huenda kukawa na slag kidogo inayoning'inia chini, ambayo inahitaji kupunguzwa kwa kuboresha vigezo vya mchakato.

3. Eneo lililoathiriwa na joto ni kubwa zaidi:mmenyuko mkali wa oksidi utazalisha joto zaidi, na kusababisha eneo lililoathiriwa na joto la kipande cha kazi kuwa pana zaidi kuliko lile la kuyeyuka na kukata kwa leza, na mabadiliko ya jumla ya joto ya kipande cha kazi yanaweza kuwa makubwa kidogo.

Kulinganisha na michakato mingine ya kukata

VS. Kukata nitrojeni kwa leza safi (kukata kuyeyuka):

• Kukata nitrojeni: kwa kuyeyusha chuma kwa leza, na kupuliza kuyeyuka kwa nitrojeni yenye shinikizo kubwa. Hakuna mmenyuko wa oksidi, sehemu hiyo ni angavu na haina safu ya oksidi, lakini kasi ni ndogo, matumizi ya gesi ni makubwa, na gharama ni kubwa. Inafaa kwa chuma cha pua, alumini, n.k., na si ya kiuchumi kwa chuma nene cha kaboni.
• Kukata oksijeni: nyongeza ya mmenyuko wa oksidi, kasi ya haraka, gharama ya chini, inayofaa kwa chuma cha kaboni, lakini sehemu hiyo ina safu ya oksidi.

Dhidi ya kukata moto wa kitamaduni (kukata oksiasetilini):

• Moto wa kitamaduni: kwa kupasha moto moto, kukata mwako wa oksijeni safi. Kupasha moto polepole, mpasuko mpana, usahihi mdogo na mabadiliko makubwa ya joto.
• Kukata oksijeni kwa leza: kwa usahihi wa leza wenye nguvu nyingi, kupasha joto haraka, mshono wa kukata ni mwembamba sana (na kipenyo cha doa la leza), usahihi wa juu, sma
• Mteremko wa ll, athari ndogo ya joto, ni toleo la kisasa la kukata moto la kitamaduni, toleo la uboreshaji wa usahihi wa hali ya juu.

Muhtasari

Kanuni kuu ya mashine ya kukata yenye mchanganyiko wa mwali wa leza (oksijeni ya leza) ni kutumia boriti ya leza yenye nishati nyingi ili kuwasha kwa usahihi na kudumisha mmenyuko mkali wa mwako wa chuma (chuma) katika mazingira safi ya oksijeni, na kuchanganya nishati ya joto ya leza na nishati ya kemikali ya oksidi ya chuma ili kufikia athari ya kukata ya "1 1>2″. Inachanganya kikamilifu faida za usahihi wa juu na umakini mkubwa wa leza na faida za ufanisi mkubwa na gharama ya chini ya mwako wa oksijeni, na kuifanya kuwa mchakato mkuu usioweza kubadilishwa katika uwanja wa kukata karatasi ya chuma ya kaboni ya kati na nene.