Технология Накачивания Трубки Лазером Co2

Расчетный срок службы лазера Co2 Laser составляет 20 000 часов. Когда лазер достигает своего срока службы, он может быть повторно использован в течение 20 000 часов только путем дозаправки (замены газа в резонаторе). Повторная заправка может значительно продлить срок службы лазера.

Газ для лазерной трубки Co2 или резонатора легко транспортируется. CO2, азот и гелий подаются через баллоны высокого давления под давлением 2200 PSIG (фунтов на квадратный дюйм, манометр). Этот способ подачи газа экономически эффективен и удобен благодаря низкому расходу газа для резонансного резонатора. Для каждого газа давление, подаваемое в резонатор лазера, составляло 80 PSIG, а расход варьировался от 0,005 до 0,70 scfh (норма кубических футов в час).

На самом деле, указав уровень чистоты газа, удалось снизить три основные потребности в загрязнении: углеводороды, влажность и твердые частицы. Содержание углеводородов не должно превышать 1 части на миллион, влажность должна быть менее 5 частей на миллион, а частицы должны быть менее 10 микрон. Присутствие этих типов загрязнений может привести к серьезной потере мощности луча. Кроме того, они могут оставлять отложения или пятна коррозии на зеркалах резонансного резонатора, что снижает эффективность зеркал и сокращает срок их службы.

Для подачи газа в лазер один гидроцилиндр используется в качестве основного источника подачи газа, а другой гидроцилиндр - в качестве резервного источника подачи газа. Как только гидравлический цилиндр, служащий основным источником подачи воздуха, опустошается, гидравлический цилиндр, служащий резервным источником подачи воздуха, переключается на подачу воздуха, что предотвращает активное отключение лазера, когда в основном источнике подачи воздуха заканчивается газ. На панели управления терминала имеется трехходовой регулятор, который позволяет точно настроить давление на входе в лазер. Для оборудования кондиционирования скорость утечки гелия составляет около 1X 10-8 scc/s (стандартный кубический сантиметр/секунду, после преобразования скорость утечки гелия составляет около 1 кубического сантиметра/3,3 года). Для поддержания высокой чистоты газа используются трубы из нержавеющей стали и оборудование для затяжки труб. Оборудование для конверсии также включает Т-образный фильтр, который удаляет любые загрязнения, попадающие в трубопровод, которые могут быть получены на начальном этапе строительства или при замене гидроцилиндра, а также при любых утечках, которые могут появиться в трубопроводе. Когда газ поступает в лазер, 2-микронный фильтр и высокопоточный предохранительный клапан обеспечивают окончательную защиту, предотвращая загрязнение частицами или возникновение избыточного давления.

Азот можно использовать для вспомогательной резки углеродистой стали, нержавеющей стали и алюминиевых материалов. Скорость резки углеродистой стали при использовании азота ниже, чем при использовании кислорода. Однако использование азота предотвращает образование оксидов на поверхности реза. При использовании азота размеры сопел варьируются от 1,0 мм до 2,3 мм, давление на соплах может достигать 265 PSIG, а расход - 1800 scfh. Компания TRUMPF рекомендует использовать азот чистотой не менее 99,996 % или класса 4,6. При более высокой чистоте газа скорость резки будет выше, а резка - чище. Все вспомогательное оборудование, связанное с газом, также должно быть специально разработано для поддержания высокой чистоты газа.

Более высокий расход вспомогательного газа делает гидравлический цилиндр или дьюар более экономичным источником воздуха, чем цилиндр высокого давления. Поскольку хранимое вещество представляет собой жидкую субстанцию при низкой температуре, перекачиваемый газ хранится в головном пространстве. Обычные гидравлические цилиндры имеют различные типы предохранительных клапанов с давлением воздуха 230, 350 или 500 PSI. Как правило, гидравлические цилиндры с давлением 500 PSI (они же лазерные цилиндры) являются единственным подходящим типом из-за высоких требований к давлению газа для лазерного ассистирования. При извлечении из гидравлических цилиндров вещества могут находиться в газообразной или жидкой форме. Однако только газообразные вещества могут проходить через лазер и оборудование для кондиционирования лазера. Если используется сжиженный газ, то перед использованием его необходимо испарить с помощью внешнего испарителя.

Следует отметить, что процесс извлечения газа из гидравлического цилиндра может быть довольно сложным. Максимальная скорость извлечения газа из одного баллона Дьюара составляет примерно 350 кубических футов в час, при последующих применениях скорость извлечения будет снижаться, так как емкость гидроцилиндра начнет уменьшаться. Использование многотрубного оборудования в разных гидроцилиндрах не всегда дает положительный эффект. Поскольку скорости, получаемые при верхнем давлении в разных цилиндрах, не равны, поток воздуха в цилиндре с более сильным давлением может перекрыть поток воздуха из цилиндра с более низким давлением. При использовании многотрубного оборудования на каждый добавленный гидроцилиндр приходится только 20% от первоначального расхода воздуха в дьюаре (т.е. 70 кубических футов в час). Чтобы улучшить поток воздуха в многотрубном оборудовании с гидроцилиндрами, необходимо также установить многотрубный клапан. Многотрубный клапан может сделать давление воздуха в верхней части каждого гидравлического цилиндра более равномерным, а затем сделать процесс извлечения газа в различных гидравлических цилиндрах более равномерным. При использовании многотрубного клапана каждый дополнительный гидравлический цилиндр может добавить примерно 80% от первоначального потока дьюара (т.е. 280 кубических футов в час).

Что касается статуса кислорода и азота в качестве вспомогательных газов, то в будущем компания ожидает, что метод подачи газа азота превратится в твердые резервуары. Поскольку требования к кислороду не очень высоки, всего лишь до 50 PSI и 250 куб. футов в час, его можно подключить к купольному кондиционеру, работающему под давлением, по типу балансировочной штанги, через два гидравлических цилиндра с помощью коллектора. Конструкция балансира обеспечивает расход до 10 000 кубических футов в час при небольшом перепаде давления в 30-40 PSI. Традиционные кондиционеры с реверсивным седлом не подходят для этого применения из-за сильного падения кривой расхода воздуха. По мере увеличения расхода воздуха, требуемого для кондиционеров, падение давления на выходе становилось все более значительным. Таким образом, когда минимальное давление в лазере не может быть поддержано, срабатывает схема обслуживания и лазер активно закрывается.

Функция разгерметизации купола кондиционера позволяет выводить небольшую часть газа из первичного кондиционера во вторичный кондиционер, который возвращает газ в купол первичного кондиционера. Эти газы, а не пружина, удерживают мембрану, открывая седло клапана и пропуская газ вниз. Такое планирование позволяет варьировать давление на выходе в пределах 0-100 PSI или 0-2000 PSI, и, хотя давление на входе колеблется, расход и давление на выходе остаются постоянными.

Не очень удобно подавать азот так же, как в гидравлический цилиндр подается газ. Поскольку максимальный расход составляет 1800 см3, а давление - 256 PSIG, для этого потребуется соединить восемь гидравлических цилиндров вместе, а для выполнения этой задачи придется использовать клапан коллектора. Однако предположим, что жидкость забирается из двух резервуаров для жидкости и подается в оребренный испаритель с расходом 5000 scf. Азот, вытекающий из газификатора, подается в куполообразный кондиционер с балансиром, подобный тому, который используется в системе подачи кислорода.