Сопутствующие газы при лазерной резке

В процессе обработки материала рабочий газ способен выполнять до пяти различных функций. В совокупности они направлены на повышение общего качества обработки при сохранении высокой скорости и продуктивности. В результате луч высокой мощности не только более эффективно концентрирует тепло в пределах фокального пятна, но и обеспечивает гораздо меньше сопутствующих деформаций в непосредственно примыкающих зонах, исключается разбрызгивание металла и образование грата на нижней кромке, проходит дожиг отделённых частиц, защищается оптика, а сама кромка быстро и эффективно охлаждается.

Типы используемых газов

На сегодняшний день специалисты применяют целый набор газов различного типа и функционала в зависимости от требуемого эффекта. Основными рабочими составляющими считаются кислород, азот или аргон. Атмосферный воздух может просто присутствовать в процессе, использоваться для обдува или вытесняться из зоны обработки. Инертные газы, к которым относятся азот и аргон, призваны эффективно очищать поверхность, удалять расплавленные капли металла. Химически активный кислород характеризуется экзотермической реакцией с частицами материала. Газ позволяет блокировать образование очагов плазмы на тонких материалах, снижает температуру кромок.

Кислород

Окислитель отлично показал себя при резке углеродистых и низколегированных сталей, как наиболее требовательных к общей мощности оборудования и температуре луча. В результате экзотермического взаимодействия в зоне обработки это значение существенно повышается, что повышает производительность при тех же энергозатратах. Разумеется, химический процесс должен быть контролированным, поскольку существует угроза окисления самих кромок. Требуется тонкая настройка для снижения грата и показателей шероховатости среза. Максимальное давление струи обеспечивается при резке тонких листов, с повышением толщины, этот параметр снижают, чтобы исключить прогорание кромок. Чистота газа играет решающую роль в эффективности его использования.

Азот

Применение инертной газовой прослойки стало популярным при обработке различных сплавов, высоколегированной и нержавеющей стали, никеля и алюминия. Поскольку стандартным назначением является механическое удаление металлических капель из зоны прореза, применяется в высоком давлении. В результате образуется яркая кромка, где практически отсутствуют оксиды, однако и скорость обработки существенно ниже, чем при использовании кислорода. Технология продувания инертным газом дополняется оптимизацией параметров обработки, регулировкой диаметра сопла, положения фокуса и давления, чтобы избежать образования грата.

Воздух

Атмосферный воздух может просто присутствовать в зоне обработке и нагнетаться в соответствии с выбранной технологией. В первом случае оказывает лишь незначительное химическое воздействие на процесс. При прогонке через компрессор служит достаточно дешёвым инструментом для выброса расплавленного металла из зоны воздействия луча и одновременного охлаждения кромок. Окисление хотя и происходит, далеко не так интенсивно, как при использовании чистого кислорода, поэтому потребление энергии для работы остаётся стандартным. Подходит для обработки большинства материалов со средним результатом, точность реза достигается грамотным подбором силы и направления подачи.