نظام النيتروجين PSA في صناعة القطع بالليزر

التطبيقات الرئيسية والتفاصيل التقنية: الألياف الليزرية عالية القدرة

· الفولاذ المقاوم للصدأ: يتطلب نيتروجينًا عالي النقاء 99.99٪ إلى 99.999٪ ، ويُزود بضغط عالٍ يبلغ 16-25شريط. تقوم فوهة النيتروجين بثلاث وظائف حرجة:

1. تأثير التبريد: تبريد سريع لحواف القطع ومنع الاحتراق المفرط والحد من منطقة تأثير الحرارة (HAZ).

2. تأثير الإخراج: الطاقة الحركية القوية تدفع بقوة بقايا المعادن المنصهرة من أسفل الشق، مما ينتج قطعًا نظيفًا وخاليًا من الخبث.

3. تأثير الحماية: يخلق بيئة خاملة تمنع تمامًا تفاعل سطح القطع عالي الحرارة مع الأكسجين، مما يضمن إنهاءً لامعًا يشبه المرآة ولا يتطلب معالجة ثانوية ويكون جاهزًا للحام.

· الألومنيوم والنحاس والمواد highly-reflective: تتطلب هذه المواد أيضًا نيتروجينًا عالي النقاء وعالي الضغط. تأثير التبريد ويكون الدور هنا مهمًا جدًا للتحكم في إدخال الحرارة وتقليل تشوه المواد وتحقيق حافة قطع عالية الجودة.

·قطع عالي السرعة للفولاذ الكربوني الرقيق: عندما تكون الغاية هي تحقيق أقصى سرعة قطع وأكثر إنهاء سلس ممكن، يُفضَّل استخدام النيتروجين بدلاً من الأكسجين حتى مع الفولاذ الكربوني، لأنه ينتج حافة أنظف بشكل ملحوظ وخالية من الأكاسيد.

الاعتبارات التقنية الرئيسية لأنظمة إنتاج النيتروجين

عند اختيار وحدة امتصاص ضغط (PSA) نظام إنتاج النيتروجين للتطبيق المطلوب لقطع الليزر، من الضروري النظر وراء مواصفات النقاء والتدفق الأساسية. هناك تفاصيل تقنية رئيسية تحدد الاعتمادية على المدى الطويل وثبات جودة القطع للنظام:

1. استقرار الضغط والتدفق:
تُنشئ دورات التشغيل والإيقاف المتكررة في رأس الليزر الحديث تقلبات حادة في الطلب على الغاز. يجب أن تكون الأنظمة المتفوقة مجهزة بـ زيادة الضغط والتنظيم الدقيق للتدفق تكنولوجيا تضمن بقاء الضغط المُسلَّط على فوهة القطع مستقرًا تمامًا عند النقطة المُحددة، بغض النظر عن التغيرات التشغيلية. إن هذا الفرق البسيط في استقرار الضغط هو ما يفصل بين قطع "مقبول" وقطع "مثالي".

2. المتانة الفيزيائية للمادة المُشبعة الأساسية:
إن تدفق الغاز عالي الضغط باستمرار يُعدُّ امتحانًا شديدًا لقلب النظام - غربال الكربون الجزيئي (CMS). إذا كانت المادة المُشبعة (CMS) تفتقر إلى القوة الفيزيائية أو لم تُعبأ بكثافة كافية داخل أبراج الامتصاص، فإن تأثير الغاز على المدى الطويل قد يؤدي إلى حركة الحبيبات وارتطامها وتهالكها في النهاية. ويمكن أن يؤدي الغبار الناتج إلى انسداد الصمامات و تلويث تدفق الغاز، ما يسبب فشلاً مبكراً وكارثياً لقلب النظام.

لذلك، تعالج حلول الأنظمة الرائدة هذه المشكلة على مستويين:

·أولاً، باستخدام غربال كربون جزيئي "منخفض الغبار" يتمتع بقوة ميكانيكية عالية ويتم اختياره بدقة.

·ثانيًا، باستخدام تكنولوجيا "التعبئة تحت الفراغ" المتطورة بدلاً من طرق التعبئة التقليدية مثل "الثلج". حيث يتم تعبئة CMS بشكل كثيف وموحد داخل الأبراج باستخدام طريقة التفريغ، مما يترك مساحة ضئيلة جداً للحركة أو الاحتكاك، وبالتالي يتم القضاء على السبب الجذري للتآكل.