当制造商最终购买他们的第一台重型的光纤激光切割机时，他们学到了两件事：他们将以比旧的二氧化碳技术更快的速度切割材料，并且他们将消耗更多的氮气。

后一点并未在光纤激光切割机的调查和购买过程中主导对话，但很快就会成为一个焦点领域。简而言之，氮气消耗可能会非常昂贵，如果制造商想要确保其部件上的激光切割边缘无氧化物 - 粉末涂料应用和粘合的首选表面，那么制造商就别无选择。

必要性是发明之母，而制造者也是如此。制造商推动工业寻找更具成本效益的液氮替代品，他们在合同中有义务购买散装，杜瓦瓶甚至是汽缸。这导致三种截然不同的激光气体趋势具有一种共性：制造商对生成自己的气体表现出兴趣。

第一趋势：氮气生成

氮气的产生并不是一个新的趋势，但它在过去五年中确实流行起来。该技术已经发展，因此它更可靠，这消除了由于气体输送问题导致激光切割机下降的巨大恐惧。

氮气是我们呼吸的空气中最大的成分。它占空气的78％左右，其中氧气（20.9％），氩气（0.9％），二氧化碳（0.03％）以及氢，氦，氖，氪和氙的微量元素占其余部分。

氮气发生器通常依赖于两种技术中的一种来产生纯氮：

• 中空纤维膜。在这种机械过程中，气体流过纤维，氧气通过纤维中的孔和氮分子向外渗透，这些孔不能穿过孔隙，并流过激光。使用这种方法，纯度水平为95％至99.5％，即百万分之5000（PPM）氧气。（这种方法可以达到99.9％的纯度，每小时流量为2,500标准立方英尺[SCFH]，但要达到99.9％以上，需要大量能源，并且在许多应用中可能成本过高。）

• 变压吸附。这种空气分离方法可能是在金属制造环境中产生氮气的更常见方式。它依赖于一个罐中的碳分子筛来捕获氧分子，这允许氮分子垂直地通过罐进入另一个罐。当第一个罐不再吸附任何额外的氧气时，会发生压力变化; 第二个水箱进入加压模式，第一个水箱排出氧气。然后用氮气吹扫第一个罐，并准备开始另一个分离循环。纯度值为95％至99.999％，具有约10 PPM的氧气，流速可达20,000 SCFH。

现在，虽然氮气的产生已经存在多年，但制造商多年来并没有广泛采用。液氮输送是可靠的，坦率地说，许多商店对这项技术持怀疑态度。他们可能有权质疑第一代氮气发生器的性能，但在过去10年左右的时间里，该技术已经有了很大的改进。空气压缩机和氮气增压器要先进得多，数百个装置已经证明了发电机的可靠性，特别是当它们的尺寸正确适合当今和未来的金属制造商的操作时。

 

而且这些系统不仅设计为运行10小时以建立氮气储备以供白天使用。事实上，这些储备型系统并不真正适合某个工作车间的现实，在某些日子里，绿灯时间可能过长，或者工作可能需要更高的流量或更高压力的输送，这会非常消耗储存的氮气。很快。如果使用储存的氮气，系统可能需要10个或更多非活动小时来重新建立它。

今天的系统设计为每周7天，每天24小时运行，并设计为最苛刻的场景。另外，氮气增压器用于辅助加压输送的变化。

在许多情况下，空气压缩机和氮气增压泵的尺寸适合于在氮气发生系统的初始安装期间的未来膨胀。例如，如果制造商想要在相同的氮气系统中添加第二个激光器，需要更多SCFH来处理更厚的材料，或者用新的高功率光纤激光器替换旧机器，那么工厂可能需要从3,000-SCFH系统到系统的两倍大小。为此，它可以简单地添加另一个氮气发生器模块。

如果安装比当前需要的空气压缩机听起来有点浪费，请再想一想。额外的压缩空气容量可用于运行集尘器甚至物料搬运设备。当需要使用氮气发生器进行光纤激光切割的所有压缩空气容量时，制造商可以为激光切割之外的其他应用购买更小的空气压缩机。

第2号趋势：干空气辅助系统

在激光切割机中，干空气辅助系统的兴趣在过去两年中已经真正起飞，因为当它们不需要由用作激光切割辅助气体的氮气提供的明亮光泽切割边缘时，它们为金属制造商提供了替代气体发生选择。 。他们获得切割性能而无需额外费用（参见图2）。

例如，干式空气辅助系统的压缩机大约是氮气发生系统压缩机的一半，这不仅可以节省初期投资，而且可以节省大量的运营费用。同时，它可以具有与氮气系统相同的增压压缩机，这使其能够提供类似的流速。

金属制造商可能会认为含有大约80％氮的空气对于要焊接或涂漆的材料来说是可怕的，但这不一定是真的。在大多数情况下，干空气辅助系统可以产生辅助气体，产生可焊接，可涂漆的激光切割边缘。油漆附着力测试和盐雾测试已经证明了这一点。

当切割厚度大于1/8英寸的材料时尤其如此。湿气必须从压缩空气流中流出，不仅要实现速度的提高，而且要使切割边缘能够接受下游应用，例如涂漆。这就是不应该将简单的车间空气用于这些应用的原因之一：它太“潮湿”。将压缩空气通过大量的干燥介质使其成形为合适的激光切割辅助气体。

由于公司已经用更厚的材料证明了这一概念，更多的制造商已经表现出对这些干燥空气辅助系统的兴趣。还应该指出的是，工厂可以升级到这种类型的系统，而不会影响他们与散装气体供应商的现有合同，因为商店已经用压缩空气切割多年。

第3趋势：混合系统

混合气体在重型激光切割机里，以达到一定的效果在金属加工中并不是什么新鲜事。多年来，焊工已将不同的气体混合物用于不同的应用。现在，这个概念引起了更多金属制造商的注意，他们希望从光纤激光器中获得更多。

以专有方式组合气体的混合系统包括氮气发生器和干燥空气辅助系统，氮气发生器产生比标准系统通常可获得的更高纯度的氮气。然后，专有设备设置以特定比例混合气体，以提供辅助气体，从而改善典型的光纤激光切割性能。这些混合系统在某些应用中有助于将低碳钢的激光切割速度提高40％，并消除1英寸激光切割的渣滓。铝在其他人。

 

这些系统还具有一定的灵活性 - 金属制造商可以选择仅使用氮气发生器产生的氮气切割，也可以选择干燥空气辅助系统产生的干燥空气。所有基地都被覆盖。