Laserschneiden von Metall, Hilfsgas wird häufig verwendet. Es hilft dem Laserschneider, effektiver zu arbeiten und saubere, glatte Schnitte zu erzielen. Dieser Artikel bietet eine ausführliche Einführung in das beim Laserschneiden verwendete Gas. Ich hoffe, er ist für Anfänger im Umgang mit Laserschneidmaschinen hilfreich.
Welches Gas wird in Laserschneidmaschinen verwendet?
Laserschneiden Gas wird beim Metallschneiden sehr häufig verwendet. Das verwendete Schneidverfahren und das zu schneidende Material bestimmen, welche Art von Hilfsgas (Inert- oder Aktivgas) am besten geeignet ist. Beim Inertgasschneiden (d. h. Schmelzschneiden oder Inertgasschmelzscheren) wird ein chemisch inertes Hilfsgas verwendet.
- Inertgas: Gas, das nicht chemisch mit dem zu schneidenden Material reagiert.
- Reaktive Gase: Gase, die chemisch mit dem zu schneidenden Material reagieren können und dadurch häufig den Schneidvorgang beschleunigen.
Difference laser cutting assist gas
| Gas | Eigenschaften | Geeignete Materialien |
|---|---|---|
| Stickstoff (N₂) | – Am häufigsten verwendetes Inertgas. – Erzeugt saubere Schnitte mit minimaler Oxidation. – Geeignet für eine Vielzahl von Metallen. | Edelstahl, Kohlenstoffstahl, verzinkter Stahl, UHSS-Automobilstähle |
| Argon (Ar) | – Weniger häufig als Stickstoff. – Geeignet zum Schneiden reaktiver Metalle wie Titan und Magnesium. | Titan, Magnesium |
| Helium (He) | – Selten in reiner Form aufgrund der hohen Kosten. – Kann in Mischungen mit anderen Gasen für spezielle Anwendungen verwendet werden. | Spezielle Anwendungen, bei denen andere Gase nicht geeignet sind |
Arten von Hilfsgasen für das Laserschneiden
Inertgase
| Gas | Eigenschaften | Geeignete Materialien |
|---|---|---|
| Stickstoff (N₂) | Am häufigsten verwendetes Inertgas. Sorgt für saubere Schnitte und minimiert Oxidation. Geeignet für viele Metalle. | Edelstahl, Kohlenstoffstahl, verzinkter Stahl, UHSS Automobilstähle |
| Argon (Ar) | Weniger verbreitet als Stickstoff. Geeignet für den Schnitt von reaktiven Metallen wie Titan und Magnesium. | Titan, Magnesium |
| Helium (He) | Wird aufgrund der hohen Kosten selten in reinem Zustand verwendet. Kann in Gemischen mit anderen Gasen für spezielle Anwendungen verwendet werden. | Besondere Anwendungen, für die andere Gase nicht geeignet sind |
Reaktive Gase
| Gas | Eigenschaften | Geeignete Materialien |
|---|---|---|
| Oxygen (O₂) | Hilfreich für den Schnitt von hochreflektierenden Metallen wie Kupfer, Messing und Bronze. Erhöht die Schnittgeschwindigkeit. | Kupfer, Messing, Bronze, dicke Stahlmaterialien |
Einfluss des Gasdrucks auf das Laserschneiden
Der Gasdruck spielt beim Laserschneidprozess eine entscheidende Rolle und beeinflusst maßgeblich die Schnittqualität, -geschwindigkeit und -effizienz. Hier ist eine Aufschlüsselung der Auswirkungen des Gasdrucks:
Auswirkungen auf die Schnittqualität:
- Zu niedriger Druck:
- Unvollständiges Schneiden: Der Gasstrahl hat möglicherweise nicht genug Kraft, um geschmolzenes Material effektiv aus dem Schnittspalt (Schnittpfad) zu entfernen, was zu unvollständigem Schneiden oder Schlackenbildung (erstarrtes Metall klebt an der Schnittkante) führt.
- Breiterer Schnittspalt: Das geschmolzene Material kann nicht effizient ausgestoßen werden, was zu einem breiteren Schnittspalt führt und möglicherweise die Maßgenauigkeit beeinträchtigt.
- Erhöhte Oberflächenrauheit: Unvollständiges Entfernen von geschmolzenem Material kann eine rauere Schnittoberfläche hinterlassen.
- Optimaler Druck:
- Saubere Schnitte: Der richtige Gasdruck sorgt für eine effiziente Entfernung des geschmolzenen Materials und führt zu sauberen und präzisen Schnitten mit minimaler Bartbildung.
- Schmaler Schnitt: Der fokussierte Gasstrahl minimiert die Schnittbreite und verbessert so die Maßgenauigkeit und Materialausnutzung.
- Glatte Oberflächenbeschaffenheit: Das richtige Ausstoßen des geschmolzenen Materials trägt zu einer glatteren Schnittoberfläche bei.
- Zu hoher Druck:
- Übermäßiges Brennen: Hoher Druck kann dazu führen, dass das Hilfsgas (z. B. Sauerstoff) übermäßig mit dem Material reagiert, was zu übermäßigem Brennen und einer raueren Schnittkante führt.
- Verformung: Bei einigen Materialien kann zu hoher Druck aufgrund intensiver lokaler Hitze zu Verformungen oder Deformationen an der Schnittkante führen.
- Materialabfall: Höherer Druck kann dazu führen, dass mehr Material verdampft oder weggeblasen wird, was möglicherweise zu mehr Materialabfall führt.
Schnittgeschwindigkeit:
- Höherer Druck mit einigen reaktiven Gasen (wie Sauerstoff) kann manchmal die Schneidgeschwindigkeit erhöhen, insbesondere bei dickeren Materialien. Das reaktive Gas kann den Schneidvorgang beschleunigen, indem es das Material an der Schneide wegbrennt.
Weitere Überlegungen:
- Gasart: Der optimale Druck variiert je nach verwendetem Gas. Inerte Gase wie Stickstoff erfordern im Allgemeinen einen niedrigeren Druck als reaktive Gase wie Sauerstoff.
- Materialart: Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Schmelzpunkte und Reaktivität. Der optimale Druck wird je nach zu schneidendem Material angepasst.
- Laserleistung: Die Einstellung der Laserleistung beeinflusst auch den erforderlichen Gasdruck. Bei höherer Laserleistung sind möglicherweise leicht angepasste Gasdruckeinstellungen für optimales Schneiden erforderlich.
Faktoren, die das Gas beim Laserschneiden beeinflussen
- Materialtyp: Verschiedene Metalle reagieren besser auf inerte oder reaktive Gase für sauberes und effizientes Schneiden.
- Schnittqualität: Für saubere, nicht oxidierte Kanten ist Stickstoff vorzuziehen. Wenn Schnittgeschwindigkeit oder dickere Schnitte im Vordergrund stehen, ist Sauerstoff möglicherweise die bessere Wahl.
- Laserleistung: Bei Lasern mit geringer Leistung kann die Verwendung von Sauerstoff für dickere Schnitte von Vorteil sein.
So wählen Sie das beim Laserschneiden verwendete Gas aus
1.Das jeweils verwendete Hilfsgas hängt von der Reaktivität des Materials ab.
Laserschneiden und Auswahl des Hilfsgases:
- Thermoplaste: Diese nicht reaktiven Materialien können mit Druckluft als Hilfsgas geschnitten werden, da Stickstoff und Sauerstoff keine chemische Reaktion mit dem geschmolzenen Kunststoff eingehen.
- Titan: Aufgrund seiner reaktiven Natur mit Stickstoff und Sauerstoff sind beim Laserschneiden von Titan Argon oder andere Inertgase als Hilfsgas erforderlich.
- Edelstahl: Inertgasschneiden mit Stickstoff ist die bevorzugte Methode für Edelstahl, da geschmolzener Stahl mit Sauerstoff reagiert. Stickstoff hilft, geschmolzenes Material zu entfernen und Oxidation zu minimieren.
- Reaktives vs. Schutzgasschneiden:
- Reaktives Gasschneiden (z. B. mit Sauerstoff): Diese Methode nutzt eine exotherme Reaktion zwischen dem Gas und dem Material, um zusätzliche Wärme zu erzeugen. Dies ermöglicht höhere Schneidgeschwindigkeiten und potenziell geringere Laserleistung im Vergleich zum Inertgasschneiden.
- Inertgasschneiden (z. B. mit Stickstoff): Hier schmilzt und verdampft nur die Leistung des Laserstrahls das Material. Das Hilfsgas (z. B. Stickstoff) entfernt hauptsächlich geschmolzenes Material und schützt die Schnittkante vor übermäßiger Oxidation.
2.Der Schneiddruck des Hilfsgases hängt vom Schneidverfahren, den Materialeigenschaften und der Dicke ab.
Beispielsweise erfordern Polymere bei einem Inertgas-Schneidverfahren normalerweise einen Gaseinspritzdruck von 2–6 bar, während Edelstahl einen Gaseinspritzdruck von 8–14 bar erfordert. Bei den meisten Schneidverfahren steigt der Gasdruck mit der Materialdicke. Beim oxidativen Schneiden funktioniert es jedoch umgekehrt – dickere Materialien benötigen einen niedrigeren Druck.
