ตัดคม ลดออกซิเดชัน ควบคุมต้นทุน: ระบบผลิตไนโตรเจนสำหรับงานโลหะ

โรงงานโลหะสมัยใหม่ต้องควบคุมทั้งความเร็ว ความแม่นยำ และคุณภาพของขอบตัด สำหรับกระบวนการ Laser Cutting ก๊าซช่วยตัดหรือ Assist Gas มีหน้าที่สำคัญในการนำโลหะหลอมเหลวออกจากร่องตัด และควบคุมปฏิกิริยาระหว่างผิวโลหะกับอากาศโดยรอบ

ไนโตรเจนเหมาะกับงานที่ต้องการขอบตัดสะอาด สีสม่ำเสมอ และลดการเกิดออกซิเดชัน โดยเฉพาะงานสเตนเลส อะลูมิเนียม และเหล็กบางประเภท ระบบ N₂ Generator ช่วยให้โรงงานผลิตไนโตรเจนได้ภายในพื้นที่ โดยไม่ต้องพึ่งพาถังก๊าซหรือการส่งก๊าซเหลวเพียงอย่างเดียว

ทำไม Laser Cutting จึงใช้ไนโตรเจน

ระหว่างการตัด ลำแสงเลเซอร์จะหลอมหรือระเหยโลหะตามแนวที่ตั้งโปรแกรมไว้ จากนั้น Assist Gas แรงดันสูงจะเป่าโลหะหลอมเหลวออกจากร่องตัด

ไนโตรเจนเป็นก๊าซเฉื่อย จึงช่วยจำกัดการเกิดออกซิเดชันบริเวณที่ตัด และอาจให้ประโยชน์ดังนี้:

• ขอบตัดสะอาดและสว่าง
• ลดการเปลี่ยนสีของโลหะ
• ลดชั้นออกไซด์บนขอบตัด
• เพิ่มคุณภาพด้านรูปลักษณ์
• ลดงานขัดแต่งหลังการตัด
• เตรียมชิ้นงานสำหรับการเชื่อม พ่นสี หรือเคลือบผิวได้ง่ายขึ้น
• รักษาคุณภาพการตัดให้สม่ำเสมอ

อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ยังขึ้นอยู่กับชนิดและความหนาของวัสดุ กำลังเลเซอร์ หัว Nozzle ความเร็วในการตัด ความบริสุทธิ์ แรงดัน และอัตราการไหลของไนโตรเจน

เลือกความบริสุทธิ์ตามคุณภาพที่ต้องการ

ไนโตรเจนสำหรับ Laser Cutting อาจมีระดับความบริสุทธิ์ประมาณ 99.9–99.999% แต่ไม่ได้หมายความว่าทุกงานต้องใช้ค่าที่สูงที่สุด โรงงานควรตรวจสอบ Cut Chart หรือข้อมูลจากผู้ผลิตเครื่องเลเซอร์ พร้อมทดสอบกับวัสดุและคุณภาพขอบตัดที่ต้องการ

งานเหล็กบางประเภทและอะลูมิเนียมอาจใช้ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์ต่ำกว่าได้ ขณะที่สเตนเลส งานที่มีขอบตัดมองเห็นชัด หรืองานที่มีข้อกำหนดสูง อาจต้องใช้ก๊าซที่บริสุทธิ์มากขึ้น

การผลิตก๊าซให้บริสุทธิ์เกินความจำเป็นอาจลดกำลังการผลิตของ Generator และเพิ่มการใช้พลังงาน ดังนั้น ค่าที่เหมาะสมที่สุดคือระดับความบริสุทธิ์ต่ำสุดที่ยังรักษาคุณภาพการตัดตามข้อกำหนดได้อย่างสม่ำเสมอ

นอกจากความบริสุทธิ์แล้ว ก๊าซต้องสะอาด ปราศจากน้ำ น้ำมัน และอนุภาคที่อาจส่งผลต่อ Cutting Head, Lens, Nozzle, ระบบท่อ และพื้นผิวชิ้นงาน

แรงดันและอัตราการไหล

ไนโตรเจนต้องมีแรงดันเพียงพอสำหรับเป่าโลหะหลอมเหลวออกจากร่องตัด ความต้องการอาจอยู่ในช่วงประมาณ 10–30 bar หรือสูงกว่า ขึ้นอยู่กับเครื่อง วัสดุ ความหนา และขนาด Nozzle

โลหะแผ่นบางอาจใช้แรงดันและปริมาณก๊าซน้อยกว่า ขณะที่วัสดุหนา Nozzle ขนาดใหญ่ หรือช่วง Piercing อาจต้องการทั้งแรงดันและอัตราการไหลสูงขึ้น

ระบบต้องเผื่อแรงดันที่สูญเสียผ่าน:

• Filter และ Air Dryer
• Regulator และ Valve
• ท่อจ่ายก๊าซ
• ข้อต่อและสายอ่อน
• ระยะทางจากระบบผลิตก๊าซถึงเครื่องเลเซอร์
• การใช้งานหลายเครื่องพร้อมกัน

แรงดันที่ออกจาก Generator หรือ Booster จึงอาจต้องสูงกว่าแรงดันที่ต้องการ ณ ทางเข้าเครื่องเลเซอร์