wat is het gasverbruik van mijn fiberlaser ?

Voor , tijdens en na de installatie van de fiber laser machines krijgen we altijd veel vragen over het gasverbruik bij het snijden van metalen. Hieronder geven we wat achtergrond informatie en tips voor de juiste gas levering en het gebruik van de hulpgassen.

De laserkwaliteit stikstof en zuurstof die gebruikt worden bij het snijden van de metalen moet ten eerste onder de juiste druk beschikbaar zijn aan de machine.

Voor zuurstof moet minimaal 8 bar beschikbaar zijn (800 kPa) regelbaar van 5 tot 10 bar.

voor stikstof moet tot 20 bar beschikbaar zijn (2 mPA), regelbaar van 10 tot 20 bar.

Hoeveel gas de machine uiteindelijk verbruikt is afhankelijk van een groot aantal factoren zoals onder andere :

de nozzle diameters die gebruikt wordt bij het snijden

Hoe groter het gaatje in de snij-nozzle is hoe meer liter gas er per tijdseenheid nodig is om dezelfde DRUK te behouden. Als de nozzle diameter verdubbeld dan wordt het gasverbruik kwadratisch hoger  en zal er dus 4x meer gas verbruikt worden.

de gasdrukken die gebruikt wordt bij het snijden

Hogere drukken geven vaak een schonere snij-kerf maar daardoor word ook meer gas verbruikt.

de snelheid waarmee het materiaal gesneden wordt

Tijdens het snijden wordt hulpgas continu door de nozzle naar buiten geblazen. Bij een langzamere snelheid duurt het proces langer en zal er per strekkende meter gesneden materiaal meer gas verbruikt worden.

de materiaal soort en materiaal dikte

Uiteraard zal dikker materiaal langzamer snijden, maar met de dikte van het materiaal zal ook de gasdruk moeten varieren. In het algemeen kan gesteld worden dat :

• zuurstof drukken omlaag gaan bij dikker wordende materialen (staal)
• stikstof drukken omhoog gaan bij dikker wordende materialen (RVS)

het vermogen van de laserbron en het type / merk laserbron

afhankelijk van het vermogen van de laserbron en de karakteristiek van de laserstraal zelf zal de machine sneller of langzamer het materiaal kunnen piercen en vervolgens kunnen snijden. Zwaardere laserbronnen zijn in de praktijk goedkoper in gebruik door hogere snelheden en minder gasverbruik.

parameter instellingen zoals focushoogte, dynamische regeling etc.

De fijnafstelling van parameters heeft ook grote invloed op het uitendelijke gasverbruik. Zo kan een verschil in focusinstelling van 0,1 mm. reeds een verschil in snelheden veroorzaken van 15% of meer. De operator kan daarnaast bewust kiezen voor variabelen als een extreem schone snijkerf , hoge snelheid , brede of smalle kerf , koelpunten , automatische snelheidsregeling etc. waardoor het gasverbruik sterk varieert.

de gasverliezen in de installatie zelf

De installatie van hoge druk tanks, pakketten, leidingen en reduceerventielen kunnen ook leiden tot flinke gasverliezen. Bij het afsluiten van de machine dienen toevoerleidingen drukloos gesteld te worden. Hoe langer de toevoerleidingen zijn, hoe groter de diameter moet zijn, en hoe hoger het gasverlies is.

Ook de keuze tussen vullingen met 300 bar of 200 bar maakt veel verschil. De laatste 18-20 bar zal altijd in de tanks achter blijven. Door een pakket met 300 bar vulling te kiezen is het rendement van de pakketten flink hoger en zal er uiteindelijk minder gas verloren gaan.

Gemiddelde waardes voor gasverbruik zijn vanwege bovenstaande factoren moeilijk te geven. Mocht je toch een indicatie nodig hebben neem dan de volgende waardes als uitgangspunt :

voor het snijden van 3 mm roestvaststaal kan het gebruik op lopen tot 40 m3 / uur 

voor het snijden van 4 mm roestvaststaal kan het gebruik op lopen tot  55 m3 / uur 

In de praktijk ligt het verbruik vaak een stuk lager, maar de gastoevoer moet deze volumes uiteindelijk wel kunnen leveren. In een ander praktijkvoorbeeld kun je heel grofweg stellen dat :

een 50 liter stikstoffles met 300 Bar voordruk is binnen ongeveer 35 minuten geheel leeg bij continu vol verbruik.

Ook dit is een extreem voorbeeld en komt in de praktijk haast niet voor, maar het geeft je een indicatie van de bovengrens.

Voor zuurstof geldt in het algemeen dat de drukken vele malen lager liggen dan bij stikstof en dat zuurstof ook vele malen goedkoper is. De voorzieningen voor zuurstof zijn dan ook een stuk minder veeleisend.

Wil je meer informatie over de levering van gassen en de installatie van tanks & leidingwerk ? Neem dan contact op met Frank Essink van Air products.  Air products weet als geen ander wat er precies komt kijken bij de installatie van laser hulpgassen.

Frank Essink is bereikbaar op telefoonnummer :

essinkf@airproducts.com

Mobiel:(06)-53815323 / klantenservice:(020)-2061701