레이저 절단기가 재료 가공에 사용하는 보조 가스는 재료에 따라 다릅니다. 절단 두께가 다르고, 보조 가스의 압력 및 요구 사항도 다릅니다. 비용 측면에서 보면, 탄소강 절단에는 산소를 사용하는 것이 비교적 저렴하고, 질소를 사용하는 경우에는 탄소강 절단 시 많은 양의 가스가 필요하며, 스테인리스강 절단 시에는 두께가 두꺼울수록 질소 사용량과 순도가 매우 높아져 비용이 상대적으로 많이 듭니다.
레이저 절단기의 보조 가스는 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다.
1. 레이저 가스 (레이저 발생기에서 레이저를 생성하는 데 사용되는 가스)
2. 압축 공기 (일반적으로 광 경로 보호에 사용되며, 일부 제조업체는 보호 가스로도 사용합니다.)
3. 보조 가스 (절단기의 절단 노즐에서 분사되는 가스)
산소를 이용한 탄소강 절단 시, 일반적으로 요구되는 순도는 99.5% 이상입니다. 산소 공급의 주요 기능은 절단 슬래그를 연소시키고 제거하는 것입니다. 레이저 절단기 제조사마다 압력과 유량이 다르며, 이는 절단 노즐 모델의 크기와 절단 재료의 두께에 따라 결정됩니다. 일반적으로 압력은 0.3~0.8Mpa가 필요하며, 절단 노즐의 압력은 보통 0.02~0.05Mpa입니다. 유량은 다소 차이가 있는데, 예를 들어 22mm 탄소강을 절단할 경우 일부 제조사는 최대 10M³/h의 유량을 제공하기도 합니다(산소 공급을 위한 이중 노즐 보호 장치 포함).
스테인리스강 절단에는 질소가 사용됩니다. 질소는 산화 반응을 방지하고 슬래그를 제거하는 역할을 합니다. 질소의 순도는 매우 높아야 하며(특히 8mm 이상의 스테인리스강 절단 시에는 일반적으로 99.999%의 순도가 요구됨), 압력 또한 비교적 높아야 합니다. 일반적으로 1Mpa 이상의 압력이 필요하며, 12mm 이상 또는 25mm 두께의 스테인리스강을 절단할 경우에는 2Mpa 이상의 더 높은 압력이 요구됩니다. 유량은 절단 노즐 모델에 따라 다르지만 매우 큽니다. 예를 들어 일부 제조업체는 12mm 스테인리스강 절단 시 최대 150m³/h의 유량을 제공하며, 3mm 두께의 스테인리스강 절단 시에는 50m³/h 이하의 유량으로도 충분합니다.
레이저 용접기는 용접 과정에서 보호 가스를 사용합니다. 보호 가스는 노즐을 통해 일정한 압력으로 공작물 표면에 분사됩니다. 하지만 많은 사람들이 보호 가스를 사용하는 이유를 잘 모릅니다. 다음은 Shengyujia 가스 기술자가 레이저 용접기에 보호 가스를 사용하는 이유를 설명하는 내용입니다.
이유 1:금속 증기 오염 및 액체 방울 비산으로부터 초점 렌즈를 보호할 수 있습니다.
보호 가스는 레이저 용접기의 초점 렌즈를 금속 증기 오염 및 액체 방울 비산으로부터 보호할 수 있습니다. 특히 고출력 용접 시에는 분출물이 매우 강력해지기 때문에 렌즈 보호가 더욱 필요합니다.
두 번째 이유: 보호 가스는 고출력 레이저 용접으로 발생하는 플라즈마 차폐막을 분산시키는 데 매우 효과적입니다.
금속 증기는 레이저 빔을 흡수하여 플라즈마 구름으로 이온화되고, 금속 증기 주변의 보호 가스 또한 열에 의해 이온화됩니다. 플라즈마가 과다하게 생성되면 레이저 빔이 플라즈마에 의해 어느 정도 소모됩니다. 두 번째 에너지원으로서, 플라즈마는 작업 표면에 존재하여 용접 깊이를 얕게 하고 용접 풀 표면을 넓힙니다. 전자의 재결합률은 전자와 이온 및 중성 원자 사이의 삼체 충돌을 증가시켜 플라즈마 내 전자 밀도를 감소시킴으로써 높아집니다. 중성 원자가 가벼울수록 충돌 빈도가 높아지고 재결합률도 높아집니다. 반면, 이온화 에너지가 높은 보호 가스를 사용하면 가스 자체의 이온화로 인해 전자 밀도가 증가하지 않습니다.
세 번째 이유: 보호 가스는 용접 과정 중 공작물의 산화를 방지할 수 있습니다.
레이저 용접기는 보호 가스를 사용해야 하며, 연속 가공 중 펄스 레이저의 산화 현상을 방지하기 위해 프로그램은 보호 가스를 먼저 공급한 후 레이저를 조사하도록 설정해야 합니다. 불활성 가스는 용융 풀을 보호할 수 있습니다. 일부 재료 용접 시 표면 산화가 중요하지 않은 경우에는 보호 가스를 사용할 필요가 없지만, 대부분의 경우 헬륨, 아르곤, 질소 등의 가스를 사용하여 용접 과정 중 공작물의 산화를 방지합니다.
레이저 용접기에서 보호 가스를 사용하는 이유는 다음과 같습니다. 일반적으로 헬륨이 보호 가스로 사용되는데, 이는 플라즈마 발생을 최대한 억제하여 용접 깊이를 증가시키고 용접 속도를 향상시킵니다. 또한, 가벼운 무게로 인해 기공 발생을 최소화할 수 있습니다. 물론, 실제 용접 결과를 보면 아르곤 보호 가스의 효과도 우수합니다.
게시 시간: 2025년 1월 8일