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• 发布时间：2022-03-31 13:03
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【概要描述】随着激光切割钣金技术进入应用领域，切割不锈钢的切割质量和氧化物的形成成为显著问题。人们开始采用氮气替代氧气作为辅助气体的历史并不是很长，一项为激光切割工厂供应氮气的业务开始兴盛起来。采用小型和大型的气罐（圆柱罐和杜瓦瓶）供应氮气的方式已经成为行业标准。现在已经很少见到与生产车间相连接的、高大的液态氮气储藏装置了，以往可以通过这种装置很容易判断这家公司一定需要切割大量的不锈钢以及其他易氧化金属，从而不得不消耗大量氮气。 　　使用氧气作为辅助气体时，会产生放热反应，在切割碳钢的时候尤为明显，这种现象被记录在案并被广泛认识。在这一过程中，氧气明显作用于金属表面的激光束投射点，使钢材加热，从而带来放热反应，使该区域的温度升至熔点，熔化的液态金属顺着切割壁流下，与光束作用区脱离。随着金属的消熔和剥离，新鲜的金属露出表面，最终结果是一个相当平滑却带有氧化层的切割表面。 　　空气中最主要的组成部分就是氮气（78％），而且空气是免费的。获取氮气的一种可行且便宜的方法是采用氮气发生器而非购买大量的液态或气态氮气。一台氮气发生器能吸入空气，将氮气从中分离出来并用于激光切割设备的加工中。诸如On Site Nitrogen这样的公司就拥有这样的设备，能生产出含氧量仅为0.0005％或5PPM的氮气。使用氮气发生器的成本，除了设备成本之外，就是用来运行空气压缩机所消耗的电费了。相比传统从本地供应商处购买气体的方式而言，大多数公司都认为使用氮气发生器后节省了大量开支。大多数工厂已经在现场存放了压缩空气，因此只需要将其泵入干燥器，接着进入氮气发生器，然后送入储藏气瓶并加压。这样就得到了用于不锈钢切割的、更廉价的辅助气体。 　　另一方面，不锈钢有着更高的熔点，其特性也较为不同，当切割的质量和厚度都成为需要考虑的因素时，氧气辅助通常是一种不被接受的方法，因为它会在金属表面生成残留的氧化物。为了解决这个问题，在1990年代早期，人们通常采用低压氮气辅助气体。 　　随着后期高压光学元件的出现，使得更高的气体传输压力成为可能，这是一个吸热的过程，本质上是蒸发/消熔的过程，不在切割面上产生任何残余的氧化物，从而提升了切割的质量。因为辅助气体在这一过程中扮演的是从切割区去除熔融金属的作用，气体压力和纯度便成为重要因素。更高的压力意味着更大的气体消耗，这意味着更高昂的运营成本。喷嘴直径对于气体消耗来说有更大的影响，因为切割更厚的材料需要更大的喷嘴。