Il ruolo essenziale dell'azoto nelle operazioni di taglio laser

Il taglio laser è una tecnica di produzione precisa ed efficiente, centrale in un'ampia gamma di processi industriali. Un componente critico di questo processo è l'azoto (N2). Ma perché si usa l'azoto? In questo blog si analizzeranno le ragioni del suo utilizzo e i suoi vantaggi nelle operazioni di taglio laser..

Quali sono i vantaggi dell'uso dell'azoto nel taglio laser?

L'azoto viene utilizzato nel taglio laser dei metalli principalmente per i seguenti 5 motivi:

Benefici inerti:

• 1. Prevenzione dell'ossidazione

  L'azoto è un gas inerte, cioè non reagisce con altre sostanze nelle condizioni di taglio tipiche. Utilizzato nel taglio laser, sostituisce l'ossigeno nell'area di taglio, prevenendo l'ossidazione e garantendo che i bordi tagliati rimangano puliti e privi di scolorimento o ruggine. La prevenzione dell'ossidazione contribuisce a mantenere la qualità e le proprietà del metallo, essenziale per le applicazioni di alta precisione.

• 2. Nessuna reazione chimica

  L'azoto non reagisce chimicamente con il metallo da tagliare, il che lo rende ampiamente applicabile e adatto al taglio di una varietà di metalli e leghe. Questo garantisce la versatilità in diverse applicazioni.

• 3. Coerenza nel taglio

  L'uso di azoto ad alta purezza garantisce un ambiente di taglio omogeneo, offrendo tagli uniformi e di qualità costante, essenziali per le applicazioni di alta precisione. Inoltre, l'ambiente stabile e prevedibile dell'azoto consente tagli ripetibili e di alta qualità, rendendolo fondamentale per i processi produttivi e di fabbricazione.

Vantaggi termici:

• 4. Alta velocità di taglio:

  L'azoto consente velocità di taglio più elevate rispetto a gas come l'ossigeno e la sua natura inerte e non reattiva impedisce ulteriori reazioni termiche con il metallo, consentendo operazioni di taglio più efficienti e rapide.

• 5. Migliore qualità dei bordi:

  L'uso dell'azoto consente di ottenere bordi di taglio più lisci e puliti. Aiuta a controllare gli effetti termici durante il taglio, riducendo il rischio di deformazioni o danni termici. Ciò consente di ottenere tagli di alta qualità con una necessità minima di post-elaborazione.

Considerazioni sulla sicurezza nell'uso di N2 nel taglio laser

Se i vantaggi dell'uso dell'azoto nel taglio laser sono numerosi - dalla prevenzione dell'ossidazione a velocità di taglio più elevate, fino a una migliore qualità e consistenza dei bordi - è altrettanto importante affrontare i problemi di sicurezza associati al suo utilizzo. La comprensione dei vantaggi ci aiuta ad apprezzare il valore che l'azoto apporta al processo, ma la consapevolezza dei potenziali rischi è fondamentale per garantire un ambiente di lavoro sicuro.

Pericolo di asfissia: Essendo un gas inerte, l'azoto può sostituire l'ossigeno presente nell'aria, con conseguente rischio di asfissia in spazi ristretti. È incolore e inodore, quindi le perdite possono passare inosservate. Una ventilazione adeguata e il monitoraggio dell'ossigeno sono essenziali per prevenire la carenza di ossigeno nello spazio di lavoro. 

PST’s Gasenz è progettato per rilevare ambienti con carenza di ossigeno, il che lo rende ideale per proteggere i lavoratori dell'industria della produzione di gas, dei laboratori e delle aree in cui vengono utilizzati o stoccati gas industriali, compresi gli spazi confinati e i sistemi antincendio ipossici.

Alta pressione: L'azoto viene spesso stoccato in bombole ad alta pressione. La manipolazione o lo stoccaggio improprio possono causare incidenti o la rottura delle bombole. È fondamentale seguire i protocolli di sicurezza per la manipolazione e lo stoccaggio delle bombole di gas ad alta pressione.

Ustioni da freddo: L'azoto liquido o l'azoto gassoso proveniente da contenitori pressurizzati possono causare ustioni da freddo o congelamento se entrano in contatto con la pelle. Durante la manipolazione dell'azoto è necessario indossare dispositivi di protezione individuale (DPI) adeguati.

Pericolo di incendio: Sebbene l'azoto non sia infiammabile, può creare un ambiente povero di ossigeno. Il taglio laser comporta temperature elevate e scintille, che possono incendiare i materiali infiammabili. L'ossigeno è un componente fondamentale della combustione e, mentre un eccesso di ossigeno può aumentare il rischio di incendio, un eccesso di ossigeno può causare una combustione incompleta. Ciò comporta l'accumulo di gas tossici come il monossido di carbonio. 

Formazione e procedure di sicurezza

Le macchine per il taglio laser e i relativi sistemi di erogazione dell'azoto devono essere regolarmente ispezionati e sottoposti a manutenzione per garantire un funzionamento sicuro. Eventuali perdite o malfunzionamenti devono essere affrontati immediatamente.I lavoratori devono essere adeguatamente formati all'uso sicuro dell'azoto nelle operazioni di taglio laser. Ciò include la comprensione delle proprietà dell'azoto, il riconoscimento dei segni di carenza di ossigeno e la conoscenza delle procedure di emergenza.

Il volume di azoto è importante nel taglio laser?

Sì, il volume di azoto necessario per una macchina da taglio laser è importante, ma dipende da diversi fattori:

La purezza dell'azoto è importante?

Per il taglio laser, la purezza dell'azoto gassoso deve essere molto elevata. I livelli di purezza richiesti dipendono spesso dall'applicazione specifica e dal tipo di taglio laser da eseguire. Ecco un approfondimento sul perché l'azoto di elevata purezza è importante:

Taglio laser industriale

Per le applicazioni generali di taglio laser industriale, viene comunemente utilizzato azoto con una purezza del 99,95% (grado 3,5) o superiore. Questo livello di purezza è sufficiente a prevenire l'ossidazione dei bordi di taglio, che potrebbe altrimenti portare a scolorimento e corrosione. Assicura che i tagli siano puliti e precisi, il che è fondamentale per mantenere l'integrità strutturale del materiale.

Taglio laser ad alta precisione

Per le applicazioni che richiedono tagli più precisi e di alta qualità, possono essere necessari livelli di purezza più elevati, pari al 99,99% (grado 4.0) o addirittura al 99,999% (grado 5.0). L'azoto di maggiore purezza elimina quasi tutte le impurità, riducendo significativamente le possibilità di imperfezioni nei bordi di taglio. Ciò è particolarmente importante nei settori in cui la precisione è fondamentale, come i dispositivi medici, i componenti aerospaziali e la produzione elettronica.

Ottica laser e durata di vita dell'ugello

L'utilizzo di azoto ad alta purezza riduce il rischio di contaminazione delle ottiche laser e dell'ugello. Ciò contribuisce a mantenere l'efficienza della macchina e a prolungare la durata di questi componenti, riducendo i costi di manutenzione e i tempi di inattività. Le impurità presenti nell'azoto di minore purezza possono causare l'accumulo di residui sulle ottiche e sull'ugello, con conseguente necessità di pulizia o sostituzione frequente, che può aumentare i costi operativi e ridurre i tempi di attività della macchina.

Compatibilità dei materiali

L'azoto di elevata purezza è essenziale per il taglio di metalli reattivi come il titanio, dove anche piccole quantità di ossigeno possono causare reazioni chimiche indesiderate e una scarsa qualità del taglio. L'azoto di minore purezza potrebbe non essere adatto a questi materiali reattivi, con conseguente compromissione delle proprietà del materiale o la necessità di una post-lavorazione più frequente.

Efficienza dei costi

Anche se più costoso, l'azoto di elevata purezza può portare a un risparmio complessivo sui costi, migliorando la velocità di taglio, riducendo le rilavorazioni e prolungando la durata dei componenti della macchina. L'azoto di minore purezza, anche se più economico, può comportare una qualità di taglio ridotta, velocità di taglio più basse e un aumento della manutenzione che può annullare qualsiasi risparmio iniziale.

Monitoraggio della purezza dell'azoto nelle applicazioni di taglio laser

Uno dei metodi più efficaci per monitorare la purezza dell'azoto è l'utilizzo di un analizzatore di ossigeno. Questi dispositivi misurano la concentrazione di ossigeno nel flusso di azoto gassoso. Rilevando e quantificando i livelli di ossigeno, l'analizzatore fornisce una misura indiretta ma precisa della purezza dell'azoto. Il monitoraggio regolare con un analizzatore di ossigeno assicura che l'azoto rimanga entro le specifiche di purezza richieste, riducendo al minimo il rischio di contaminazione e garantendo prestazioni di taglio costanti.

Analizzatori di ossigeno PST

SenzTx è il trasmettitore di ossigeno compatto e intelligente di PST, progettato per misurare in modo affidabile la concentrazione di ossigeno utilizzando la tecnologia zirconica o elettrochimica. Il sensore a zirconia offre tempi di risposta rapidi e prestazioni durature e a bassa deriva, mentre il sensore elettrochimico è adatto alla misurazione di gas con idrocarburi.

Gli analizzatori di ossigeno della serie GPR 1600/2600/3100 sono progettati per il monitoraggio dei livelli di ossigeno nei gas industriali, da tracce nella gamma delle parti per milione (PPM) a ossigeno quasi puro. Questi analizzatori di ossigeno garantiscono la purezza del gas in ambienti in cui l'ossigeno deve essere controllato con precisione, come nella separazione dell'aria, nella produzione di elettronica e in altre applicazioni industriali critiche.

The GPR-1200 disponibile nelle configurazioni General Purpose e Intrinsically Safe, è stato meticolosamente progettato per effettuare misure accurate di ossigeno in tracce, assicurando una verifica precisa della strumentazione di processo o online. Il GPR-3500 per uso generale offre un campo di misura da 0 a 100% e include la compensazione della temperatura per una maggiore precisione e stabilità.

Il monitor dell'ossigeno Gasenz è stato progettato per rilevare ambienti con carenza di ossigeno in qualsiasi luogo di lavoro. È ideale per salvaguardare il personale dell'industria della generazione di gas, dei laboratori e di altri settori in cui vengono stoccati o utilizzati gas industriali. Inoltre, è perfetto per l'uso in spazi confinati o all'interno di sistemi antincendio ipossici.

L'analizzatore di ossigeno portatile Yellow Box è un dispositivo durevole e trasportabile progettato per applicazioni versatili di misurazione dell'ossigeno ad alta purezza. L'Ntron Yellow Box è un analizzatore compatto e robusto che può essere dotato di due o tre sensori di zirconia, garantendo tempi di risposta rapidi e una lunga durata con una deriva minima.