制氮机在金属冶金切割上面的应用

　一、激光切割的概念

　　CO2激光束通过喷嘴照射在材料表面，材料吸收能量后在到熔化状态，，辅助气体将液态材质吹走。熔化区域随切割方向表逐步移动产生连续的切缝，这就是激光切割。在激光复合机APELIO 357 Ⅱ上开始应用氧气切割。2001年引进激光切割机BTL3000的同时也带来新的加工工艺氮气切割。采用氮气切割方法，不但提高了切割质量，而且扩大了加工范围。

　　二、制氮机用于切割的特点

　　制氮机切割的主要优势在于切割质量高，加工范围广，但也存在成本高的缺点。以下我们可以通过和氧气切割的比较来详细说明上述特点：

　　1.设备简介

　　制氮机由空压机系统，空气净化系统，氮气发生器，碳载纯化装置及增压设备组成。系统出口氮气流量10Nm3/h～500Nm3/h，氮气纯度99.9995%，氮气压力可通过增压机增至1.4-2.8Mpa。

　　2.加工范围

　　氧气辅助燃烧增加热量，提高了切割厚度。优势在于低成本，主要应用于碳钢。氮气不辅助燃烧，熔化区域温度较低，适合加工铝、黄铜等低熔点材料。氮气保护切缝不被氧化，还可用于不锈钢的无氧化切割。

　　3.切割成本

　　高纯氮的价格是高纯氧的3倍。氧气切割气压要求(1～4)*105Pa，氮气则需要(10～140*105Pa。例如，切割2CM厚的不锈钢板，氧气需要压力4*105Pa、耗气量2.3m3/h，氮气则对应为14*105Pa、15.2m3/h。而且氮气切割时要求高功率，相应增加了能耗。氮气切割的综合成本是氧气切割的15倍以上。

　　4.切割质量

　　根据使用的辅助气体，激光切割可分为氧气、氮气两种切割方式。在氧气切割中氧气参与燃烧，熔化位置温度接近沸点。高温导致反应剧烈，无法保证断面光滑;另外加上氧化反应、增大的热影响区，使切割质量相对较差，容易出现切缝宽、断面斜纹、表面粗糙度差及焊渣等质量缺陷。氮气切割中材料完全依靠激光能量熔化，氮气吹出切缝并避免不合适的化学反应。熔点区域温度相对较低，加上氮气的冷却、保护作用，反应平稳、均匀，切割质量高。断面细腻光滑，表面粗糙度低，而且无氧化层。

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