Qual gás auxiliar você deve usar?
Use oxigênio para aço carbono com mais de 6 mm de espessura, onde sua reação exotérmica adiciona energia de corte a baixa pressão e baixo custo. Use nitrogênio para aço inoxidável, alumínio e qualquer borda que precise estar livre de óxidos e pronta para soldagem, a uma pressão de 12 a 20 bar. Use ar comprimido seco e isento de óleo para aço macio de espessura fina a média e trabalhos não estéticos, onde seu custo próximo de zero compensa a borda levemente oxidada.
O gás auxiliar desempenha duas funções. Mecanicamente, ele expulsa o metal fundido da fenda antes que ele se solidifique novamente, o que é fundamental para a qualidade do corte. Quimicamente, ele alimenta o corte ou o protege: o oxigênio reage com o ferro quente e contribui com aproximadamente 30 a 40% da energia total de corte no aço carbono, enquanto o nitrogênio permanece inerte e deixa a face de corte exatamente como foi feita pelo feixe de solda. O ar, composto por 78% de nitrogênio e 21% de oxigênio, realiza uma versão diluída de ambas as funções simultaneamente. Cada decisão de seleção envolve um equilíbrio entre essas composições químicas e seus custos bastante distintos.
Comparação: Qualidade da aresta, velocidade, pressão e custo.
A tabela abaixo compara os 3 gases em relação aos fatores que influenciam a compra e a cotação reais. A linha "Medição" indica a base de comparação, para que os números sejam comparáveis e não imprecisos como os encontrados em folhetos.
| Fator | azoto | Oxygen | Ar comprimido |
|---|---|---|---|
| Medição | Fibra típica de 1 a 6 kW, chapa de 1 a 12 mm, configurações de produção | Mesma base, foco em aço carbono | Mesma base, ar seco sem óleo |
| Mecanismo de corte | Ejeção apenas de material fundido inerte | A reação exotérmica adiciona 30 a 40% de energia cortada | Ambos diluídos (78% N2, 21% O2) |
| Pressão de operação | Barra 12 para 20 | Barra 0.3 para 2 | 8 a 12 bar (aumentado para ~17) |
| Fluxo de gás | 300 a 500+ L/min | 20 a 60 L / min | Fornecido por compressor, alto volume |
| Custo por minuto de corte | $0.20 a 0.40 (0.60+ alta pressão) | $0.05 para 0.15 | $0.01 a 0.03 (eletricidade) |
| Borda de aço macio | Brilhante, livre de óxidos, pronto para soldagem. | Corte rápido, camada de óxido escuro | Tonalidade de óxido leve, bom pelo preço. |
| Borda de aço inoxidável | Brilhante, pronto para pintura e soldagem (padrão) | Borda contaminada com óxido de cromo; evite | Leve amarelamento; aceitável, sem efeito cosmético. |
| Borda de alumínio | Limpo e pronto para anodização (padrão) | Óxido duro, borda áspera; evite | Folha fina aceitável com tonalidade cinza. |
| Personagem de velocidade | Mais rápido em chapas finas, potência limitada em chapas grossas. | Mais rápido em aço carbono espesso | Nitrogênio próximo em espessuras finas |
| Destaques | Serviços em aço inoxidável, alumínio, acabamentos estéticos e preparação para soldagem. | Aço carbono de 6 mm ou mais | Aço macio de espessura fina a média, trabalho de orçamento de alto volume |
A questão do aço inoxidável merece um alerta à parte. Em temperaturas de corte, mesmo traços de oxigênio reagem com o cromo presente no aço inoxidável, deixando uma camada de óxido contaminada que impede a aderência da tinta e compromete as soldas. É por isso que o nitrogênio não é uma opção preferencial no aço inoxidável, mas sim o padrão, e por isso que uma comparação honesta de custos inclui retrabalho: o nitrogênio, que é caro, é barato perto do trabalho de esmerilhamento da oxidação em milhares de suportes.
O cálculo do custo por peça
Faça as contas com base em uma peça concreta: um suporte com tempo de corte de 60 segundos em chapa de 2 mm, orçado para 1,000 peças.
✓ OxygenCom um custo de corte de US$ 0.05 a US$ 0.15 por minuto, o gás adiciona cerca de US$ 0.05 a US$ 0.15 por peça, ou US$ 50 a US$ 150 no total da produção. A borda apresenta uma camada de óxido que deve ser removida antes da soldagem ou da pintura eletrostática a pó.
✓ azotoCom um custo de US$ 0.20 a US$ 0.40 por minuto, o gás adiciona US$ 0.20 a US$ 0.40 por peça, totalizando de US$ 200 a US$ 400 por operação. O acabamento da borda é obtido diretamente do corte: sem necessidade de rebarbação e desengraxe, podendo ser aplicado diretamente para soldagem ou revestimento. Se a remoção de óxido custasse apenas 20 segundos de mão de obra por peça, o nitrogênio se mostra mais vantajoso no cálculo total, apesar do custo mais elevado do gás.
✓ O ar comprimidoCom um custo de eletricidade do compressor entre US$ 0.01 e US$ 0.03 por minuto, o gás adiciona entre US$ 0.01 e US$ 0.03 por peça, ou seja, entre US$ 10 e US$ 30 por ciclo, após um investimento inicial de US$ 5,000 a US$ 20,000 em um compressor isento de óleo, secador e sistema de filtragem. Para peças de aço carbono que serão pintadas de qualquer forma, esse é o custo mínimo da indústria.
A escala muda a resposta novamente. Uma operação em dois turnos, com uso intensivo de nitrogênio, pode consumir centenas de milhares de dólares anualmente em gás engarrafado ou a granel, o que justifica a necessidade de um gerador de nitrogênio no local; o retorno do investimento geralmente ocorre entre 1 e 3 anos com esse consumo. E evite a armadilha da pureza: o gás auxiliar não precisa de pureza de laboratório de 99,999% para trabalhos com aço carbono, e pagar por isso significa dinheiro desperdiçado.
Pressão de gás assistida por espessura
A pressão de ajuste varia de acordo com o material e o gás, aumentando com a espessura para nitrogênio e diminuindo com a espessura para oxigênio. Janelas iniciais para trabalho com laser de fibra:
| Material e Espessura | Gas | Pressão Inicial |
|---|---|---|
| Aço macio de 1 a 6 mm | Ar ou nitrogênio | 8 a 12 bar (ar) / 10 a 14 bar (N2) |
| Aço macio de 6 a 20 mm | Oxygen | 0.5 a 2 bar, diminuindo conforme a espessura aumenta. |
| Aço inoxidável de 1 a 6 mm | azoto | Barra 10 para 16 |
| Aço inoxidável de 6 a 12 mm | azoto | 16 a 20 bar, bico maior |
| Alumínio de 1 a 6 mm | Nitrogênio (ou ar, rarefeito) | Barra 12 para 16 |
| Alumínio de 6 a 12 mm | azoto | 16 a 20 bar, foco negativo |
2. Hábitos de consumo protegem o orçamento. Use a pressão mais baixa que mantenha a qualidade do corte, pois o fluxo e o custo aumentam consideravelmente com a pressão e o diâmetro do bico. Além disso, mantenha os bicos centralizados e adequados à espessura: um bico desalinhado ou superdimensionado pode representar um desperdício de dezenas de dólares por hora sem melhorar em nada o corte.
O gás é um dos vários fatores que determinam a qualidade final do corte; o fatores de desempenho do laser de fibra guia aborda como a pressão interage com o foco, a distância do bocal e a velocidade, e o CO2 Referência de parâmetros de corte a laser Contém detalhes de nível de configuração para CO2 plataformas, onde se aplicam os mesmos 3 gases.
Ajustando o sistema de gás à máquina
A estratégia de gás é uma decisão de configuração, não uma reflexão tardia. O trabalho com aço inoxidável com alto teor de nitrogênio exige o circuito de gás de alta pressão, a válvula proporcional e a biblioteca de bicos que o máquina de corte a laser de aço inoxidável A configuração é construída em torno disso. Oficinas com sistema de ar comprimido precisam que o compressor, o secador e a filtragem sejam especificados com a máquina, em vez de serem instalados posteriormente. Informe o STYLECNC A combinação da sua mistura de materiais e horas de corte mensais, juntamente com o sistema de gás, a recomendação de gerador versus cilindro de gás e a configuração da máquina, resulta em um orçamento único e personalizado.
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre nitrogênio e oxigênio no corte a laser?
O oxigênio participa do corte: reage exotermicamente com o ferro quente, contribuindo com 30 a 40% da energia de corte no aço carbono, razão pela qual corta aço macio espesso rapidamente com apenas 0.3 a 2 bar. O preço a pagar é uma camada escura de óxido na borda. O nitrogênio é inerte e funciona puramente pela ejeção de material fundido a 12 a 20 bar, deixando uma borda brilhante, livre de óxido e pronta para soldagem, a um custo várias vezes maior. O oxigênio proporciona velocidade no aço carbono; o nitrogênio proporciona qualidade de corte em qualquer superfície.
É possível realizar corte a laser com ar comprimido?
Sim, e as oficinas modernas utilizam esse método cada vez mais. O ar comprimido seco e isento de óleo, a uma pressão de 8 a 12 bar (frequentemente aumentada para cerca de 17 bar), corta aço carbono de espessura fina a média, aço galvanizado e alumínio fino a um custo aproximado de US$ 0.01 a 0.03 por minuto de corte em eletricidade, contra US$ 0.20 a 0.40 para o nitrogênio. Com 21% de oxigênio, o ar deixa uma leve tonalidade de óxido, sendo, portanto, mais adequado para peças pintadas e sem acabamento estético do que para aço inoxidável preparado para soldagem. O investimento inicial consiste em um compressor, secador e sistema de filtragem devidamente especificados, geralmente custando entre US$ 5,000 e US$ 20,000.
Por que o nitrogênio é necessário para o aço inoxidável?
Porque o oxigênio contamina quimicamente a aresta de corte. Na temperatura de corte, mesmo traços de oxigênio reagem com o cromo do aço inoxidável, deixando uma camada de óxido que repele a tinta e compromete a integridade da solda, transformando cada peça em um trabalho de retificação. O nitrogênio mantém a face de corte inerte e brilhante, com o acabamento final. A linha de gás mais potente é quase sempre mais barata do que a linha de retrabalho que ela elimina, razão pela qual o nitrogênio é o padrão da indústria para aço inoxidável, em vez de uma opção premium.
Qual a pressão de gás auxiliar que devo usar?
Por material e gás: a pressão com oxigênio em aço carbono é baixa, de 0.3 a 2 bar, diminuindo conforme a espessura aumenta, pois a reação realiza o trabalho. A pressão com nitrogênio é alta e aumenta com a espessura, aproximadamente de 10 a 16 bar em aço inoxidável e alumínio finos, chegando a 16 a 20 bar com bicos maiores a partir de 6 mm. A pressão com ar fica entre 8 e 12 bar para aço macio leve. Comece dentro dessa faixa e, em seguida, ajuste para a pressão mais baixa que mantenha a qualidade do fio, pois o consumo e o custo aumentam consideravelmente a cada bar adicional.
Quando um gerador de nitrogênio se torna um investimento vantajoso?
Quando o consumo é constante e elevado, o nitrogênio engarrafado e a granel acarreta um custo por volume, além do aluguel do tanque, entrega e perdas por evaporação; o corte de nitrogênio em dois turnos intensivos pode ultrapassar os seis dígitos anuais apenas em gás. Geradores de membrana ou PSA instalados no local representam uma alternativa em termos de investimento inicial e consumo de eletricidade, com retorno do investimento geralmente estimado entre 1 e 3 anos para empresas que utilizam nitrogênio como gás principal. Empresas com apenas um turno ou que utilizam oxigênio como gás principal geralmente continuam utilizando gás fornecido pela fábrica.
Concluindo!
A seleção do gás auxiliar se resume a três frases. Oxigênio para aço carbono espesso, onde a reação proporciona alto poder de corte e a camada de óxido é aceitável. Nitrogênio sempre que a borda precisar de um acabamento perfeito: aço inoxidável, alumínio, preparação para soldagem e trabalhos de acabamento. Ar sempre que a peça tolerar uma leve tonalidade de óxido e o volume justificar o uso do gás mais barato na oficina. Considere o custo do retrabalho, não apenas do gás, e a solução ideal geralmente estará na lista de materiais.
STYLECNC configura cortadores a laser de fibra Com o circuito de gás adequado à peça a ser trabalhada, desde cortadoras de chapas com alimentação primária a ar até nitrogênio de alta pressão. sistemas de corte de aço inoxidávelEnvie a sua mistura de materiais e volumes para uma recomendação de máquina e gás, baseada nos cálculos acima.
