В производстве и обработке волоконным лазером выбор вспомогательных газов значительно варьируется в зависимости от материала. Различная толщина резания также требует различного давления и характеристик газа. С точки зрения стоимости, кислород (O₂), используемый для резки углеродистой стали, относительно недорог, в то время как потребление азота (N₂) для резки нержавеющей стали значительно. Чем тверже нержавеющая сталь, тем больше требуется объем и чистота N₂, что приводит к увеличению затрат.
Основные газы, используемые в станках лазерной резки:
-
Лазерный газ(Газ, используемый внутри лазерного резонатора для генерации лазерного луча.)
-
Сжатый воздух (обычно используется для защиты лазерного луча; некоторые производители также используют его для генерации защитных газов).
-
Вспомогательный/технологический газ (газ, выбрасываемый из сопла режущего инструмента).
Кислород при резке углеродистой стали:
Кислород (чистота обычно >99,5%) используется для лазерной резки углеродистой стали. Его основные функции — поддержание экзотермического горения и удаление расплавленного шлака. Требуемое давление варьируется в зависимости от производителя лазерных резаков и сильно зависит от типа/размера сопла и толщины материала. Типичное давление составляет от 0,3 до 0,8 МПа, при этом давление в секции горелки часто составляет около 0,02–0,05 МПа. Расход кислорода также имеет значение; например, для резки углеродистой стали толщиной 22 мм может потребоваться до 10 м³/ч кислорода (который также служит для защиты двухслойной горелки).
Азот при резке нержавеющей стали:
Азот используется для резки нержавеющей стали, чтобы предотвратить окисление и удалить шлак. Он требует очень высокой чистоты (особенно для нержавеющей стали толщиной >8 мм, часто ≥99,999%) и высокого давления, обычно выше 1 МПа. Для толщины более 12 мм или до 25 мм требования к давлению возрастают до 2 МПа и выше. Расход газа значителен и варьируется в зависимости от типа горелки — например, для резки нержавеющей стали толщиной 12 мм может потребоваться ~150 м³/ч, а для 3 мм — менее 50 м³/ч.
Использование аргона в лазерной сварке:
В процессе лазерной сварки используется аргон. Он подается через сопло под определенным давлением на поверхность заготовки. Многие могут задаться вопросом, зачем используется аргон. Технические специалисты компании Shen Yuejia Gas объясняют основные причины использования аргона в лазерной сварке:
Причина 1: Защищает фокусирующую линзу от загрязнения.
Аргон защищает фокусирующую линзу лазерного сварочного аппарата от загрязнения парами металла и брызгами жидкости.капли. Такая защита особенно важна при сварке под высоким давлением, где выбросы дыма более интенсивны.
Причина 2: Эффективно рассеивает плазменную защиту при сварке высокой мощности.
Металлический пар поглощает энергию лазера и ионизируется, образуя плазменное облако. Окружающий аргон при нагревании также может ионизироваться. Избыток плазмы может поглощать и рассеивать лазерный луч, уменьшая передачу энергии на заготовку. Эта плазма, действуя как вторичный источник энергии на поверхности, может уменьшить глубину проплавления сварного шва и расширить сварочную ванну. Аргон, благодаря своей высокой энергии ионизации, увеличивает скорость рекомбинации электронов и ионов в результате трехчастичных столкновений, тем самым уменьшая плотность плазмы. Его малый атомный вес способствует более высокой частоте столкновений и более быстрой рекомбинации, не внося существенного вклада в само образование плазмы.
Причина 3: Предотвращает окисление заготовки во время сварки.
Для лазерной сварки обычно требуется газовая защита. Настройка процесса на использование аргона, синхронизированного с лазером, предотвращает окисление во время непрерывной работы. Хотя защита инертным газом защищает расплавленную ванну, и для некоторых материалов она может не потребоваться, если окисление не является проблемой, такие газы, как гелий, аргон или азот, обычно используются в большинстве случаев для обеспечения защиты заготовки от окисления во время сварки.
Дата публикации: 15 декабря 2025 г.