En el corte de acero inoxidable (como el corte láser y el corte por plasma), las altas temperaturas pueden causar fácilmente la oxidación de la incisión (formando capas de óxido como fe ₃ o ₄ y cr₃ o ₃ y afectando la calidad de la soldadura y pintura posteriores.Generador de nitrógeno de alta purezaAl aislar el oxígeno proporcionando gas de protección de alta pureza (que generalmente requiere una pureza ≥ 99999%), su efecto antioxidante debe verificarse a través de tres pasos de "monitoreo de pureza - experimento de corte - evaluación de oxidación" para garantizar que se cumplan los requisitos de producción industrial (espesor de la capa de óxido ≤ 5 micras).

I. preparación antes de la verificación: variables de control y configuración de referencia

1. equipo y materiales básicos

Generador de nitrógeno de alta pureza: establecer la presión de salida 0,5 - 0,8 mpa, y el monitoreo de pureza utiliza un analizador de oxígeno en línea (precisión ± 0,1 ppm);

Equipo de corte: se selecciona una máquina de corte láser de fibra óptica de 1000w (modelo industrial común), y los parámetros de Corte se fijan (potencia 800w, velocidad 3M / min, posición de enfoque - 1mm);

Muestra de acero inoxidable: 304 placa de acero inoxidable (tamaño 100 mm x 100 mm x 3 mm), la superficie se trata con desengrasamiento de etanol para evitar la interferencia de aceite en la evaluación de la oxidación.

2. diseño del Grupo de comparación

Establecer dos grupos de experimentos paralelos para garantizar la consistencia de otras condiciones, excepto la pureza del nitrógeno:

Grupo experimental:Generador de nitrógeno de alta purezaSuministro de gas (pureza ≥ 99999%);

Grupo de control: suministro de aire comprimido (contenido de oxígeno 21%, simulación de escena de gas sin protección).

II. proceso de verificación: desde el monitoreo de la pureza hasta la evaluación de la oxidación

1. confirmación de la pureza del nitrógeno (verificación previa)

Abrir el generador de nitrógeno y, después de 30 minutos de funcionamiento estable, detectar la pureza del nitrógeno en la salida de la boquilla de corte con un analizador de oxígeno en línea y registrarlo cinco veces seguidas para garantizar que la pureza sea ≥ 9999999% (contenido de oxígeno ≤ 10 ppm);

Si la pureza no está a la altura (por ejemplo, el contenido de oxígeno es superior a 20 ppm), verifique la columna de adsorción de Tamiz molecular del generador (si se necesita regeneración), la estanqueidad del camino de gas (si se pierde gas) y elimine la interferencia del problema de pureza de la fuente de gas.

2. operación experimental de corte

Ambos grupos de experimentos utilizaron la misma ruta de corte (corte lineal, longitud de 80 mm), cortando tres muestras de acero inoxidable en cada grupo para garantizar la repetibilidad de los datos;

Durante el corte, mantenga el flujo de salida de nitrógeno / aire consistente (15l / min) y la distancia entre la boquilla y la muestra se fije en 1,5 mm para evitar que la estabilidad del flujo de aire afecte el efecto de oxidación.

3. evaluación cuantitativa del efecto de oxidación

(1) apariencia y detección macro

Después del corte, se observó el color de la incisión en los dos grupos de muestras: el grupo control suele ser de color marrón oscuro o negro debido a la oxidación, y el grupo experimental debe ser de color blanco plateado (sin color de oxidación obvio);

Medir el ancho de la incisión con una pinza Vernier (la capa de óxido hará que la incisión se ensanche): el ancho de la incisión en el grupo experimental debe ser 0,1 - 0,2 mm menor que en el Grupo control, lo que indica que el espesor de la capa de óxido es más delgado.

(2) detección del espesor de la capa de óxido microscópico (indicador central)

Tomar la sección transversal de la incisión de los dos grupos de muestras, después de incrustar, pulir y pulir, observar la capa de óxido con un microscopio metalográfico (400 veces amplificado);

El espesor de la capa de óxido se mide mediante análisis de imágenes (cada muestra se mide en tres posiciones diferentes, tomando el promedio): el espesor de la capa de óxido en el grupo experimental debe ser ≤ 5 micras, y el Grupo de control suele ser superior a 20 micras. cuanto mayor sea la diferencia, mejor será el efecto antióxido.

(3) análisis de componentes (verificación auxiliar)

La composición de la superficie de la incisión se detectó mediante fotoelectrónica de rayos X (xps): el contenido de oxígeno en el grupo experimental debe ser inferior al 5%, y el contenido de oxígeno en el grupo control debe ser superior al 15%;

Si el equipo experimental detecta el enriquecimiento del elemento CR (la superficie forma una película de pasivación de cr₃ o ₃ en lugar de una capa de óxido gruesa), se demuestra aún más que la protección con nitrógeno inhibe efectivamente la oxidación excesiva.

3. determinación de los resultados de la verificación y optimización de la dirección

1. criterios de conformidad

Macro: la incisión del grupo experimental fue de color blanco plateado, sin manchas de óxido obvias;

Micro: espesor de la capa de óxido ≤ 5 micras, contenido de oxígeno inferior al 5%;

Repetibilidad: el espesor de la capa de óxido de las tres muestras es RSD inferior al 10%, lo que garantiza que los resultados sean confiables.

2. manejo de situaciones anormales

Si el espesor de la capa de óxido del grupo experimental es superior a 8 micras (no cumple con los estándares), investigue si la pureza del nitrógeno realmente alcanza el 99999% (si la fuga de gas se mezcla en el aire) y si el flujo de aire es insuficiente (no aísla eficazmente el oxígeno);

Dirección de optimización: si la pureza cumple con los estándares pero la oxidación sigue siendo obvia, se puede aumentar adecuadamente el flujo de nitrógeno (por ejemplo, aumentar a 20L / min) o ajustar el ángulo de la boquilla (asegúrese de que el nitrógeno cubra el área de corte).

IV. extensión de la aplicación: reaparición de los efectos en la producción real

Después de verificar que está calificado, es necesario tomar muestras y revisarlo en la producción en masa (bombear el 10% de las piezas cortadas diariamente para detectar la capa de óxido) para garantizar el suministro estable a largo plazo de gas del generador de nitrógeno (como comprobar la pureza una vez a la semana); Para el corte de acero inoxidable de placa gruesa (por ejemplo, más de 10 mm), la pureza del nitrógeno (por ejemplo, 999995%) se puede aumentar adecuadamente para mejorar aún más el efecto antioxidación.

En resumen, el esquema de verificación se puede cuantificar con precisión a través del "control de pureza - experimento comparativo - evaluación multidimensional"Generador de nitrógeno de alta purezaEl efecto antioxidación proporciona soporte de datos para el control de calidad del Corte de acero inoxidable, especialmente adecuado para áreas con altos requisitos de precisión de incisión (como dispositivos médicos, fabricación de equipos alimentarios).