[发明专利]三元激光混合气称量配制的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体称量配制的工艺方法，具体涉及一种三元激光混合气(CO₂、He、N₂)称量配制的工艺方法。

背景技术

激光混合气通常应用在激光加工领域，为高压充装气体。目前，激光混合气在配制时存在着激光气配比精度低、难以进行批量生产的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种配比精度高、适合批量生产的三元激光混合气称量配制的工艺方法。

三元激光混合气称量配制的工艺方法的具体方案如下：

(一)准备高纯度原料气CO₂、He、N₂，以及V＝a(L)的受气瓶；

(二)配置V＝10ⁿ*a(L)的CO₂、He、N₂混合气，所述混合气的体积分数配比为CO₂：5％，He：40％，N₂：55％，在受气瓶与配置总压力为P＝10^n-2MPa的情况下，气体压缩100倍，受气瓶的实际气体充入量为a(L)

气体的摩尔体积Vmol＝22.4L/mol，MCO₂＝44.01，MHe＝4.003，MN₂＝28.02。

n总＝10ⁿ*a(L)/22.4(L/mol)＝10ⁿa/22.4mol

mCO₂＝5％×n总×MCO₂＝0.05×(10ⁿa/22.4)×44.01＝0.098*10ⁿa(g)

mHe＝40％×n总×MHe＝0.4×(10ⁿa/22.4)×4.003＝0.071*10ⁿa(g)

mN₂＝55％×n总×MN₂＝0.55×(10ⁿa/22.4)×28.02＝0.68*10ⁿa(g)

2.受气瓶称量

称出受气瓶的空瓶质量m1＝b(g)

1)将CO₂充入受气瓶，使气瓶重量m2＝m1+mCO₂停止；

2)再将He充入受气瓶，使气瓶重量m3＝m2+mHe停止；

3)再将N₂充入受气瓶，使气瓶重量m4＝m3+mN₂停止；

4)利用差值法计算称量结果并定值。

(三)采用气体混匀装置对配制完成的受气瓶进行混匀；

(四)采用气相色谱法进行校验。

本发明利用称量定值的配气方法，不仅使激光气配比精度高，而且方便进行批量生产，对配制完成的激光气进行混匀，可使该工艺配制的产品不受工况及环境影响，使用稳定，同时相比现场混配工艺，节约设备投资。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

三元激光混合气称量配制的工艺方法的具体方案如下：

(一)准备工作

1.检查所需原料气(CO₂、He、N₂)，确保所需原料气的纯度和压力能满足配气要求(一般组分气纯度大于99.9％，平衡气纯度大于99.999％)

2.检查配气装置状态

检查各原料气(CO₂、He、N₂)气瓶及受气瓶的连接位置是否正确，气瓶顶阀是否关闭。确保配气台上各阀门开闭状况是否符合要求。

3.试漏

1)开电源启动真空泵。若真空度达到2×10^-6MPa，表示泵系统不漏气。

2)打开真空阀和表头阀继续抽真空，若快速达到2×10^-6MPa，表明整个配气系统不漏气。

3)打开空瓶瓶阀抽真空，至真空达到2×10^-6MPa，为正常，即可关闭瓶阀。

4.清洗气瓶

1)关闭负压表阀、低压表阀、真空表阀、左右控制阀，打开平衡气钢瓶顶阀。

2)微开右控制阀(平衡气气瓶接在右边)，使系统压力为0.1MPa，关闭右控制阀。

3)开受气瓶瓶阀，使平衡气进入受气瓶。