Warum benötigen Laserschneidmaschinen Hilfsgas?

Beim Laserschneiden ist Hilfsgas ein unverzichtbares Schlüsselelement und erfüllt mehrere wichtige Funktionen.

1. Entfernen geschmolzener Rückstände, um die Schnittqualität sicherzustellen

Beim Laserschneiden schmelzen oder verdampfen Materialien unter der hohen Energie des Laserstrahls schnell. In diesem Stadium wirkt das Hilfsgas wie eine „Reinigungsbürste“, die mit einem Gasstrom mit hoher-Geschwindigkeit geschmolzene und verdampfte Rückstände aus der Schnittnaht entfernt. Ohne diese Reinigungswirkung würden sich Rückstände auf der Schnittfläche verfestigen und Defekte wie Grate und Schlackeneinschlüsse bilden, die die Oberflächenbeschaffenheit und Maßhaltigkeit stark beeinträchtigen. Beispielsweise wird beim Schneiden von Edelstahl durch den Einsatz geeigneter Hilfsgase geschmolzene Schlacke wirksam entfernt, wodurch glatte, ebene Kanten entstehen.

2. Kühlen des Materials, um die von der Hitze betroffene Zone zu minimieren

Die beim Laserschneiden erzeugte Wärme wird in das umgebende Material geleitet und bildet eine Wärmeeinflusszone-, die Materialeigenschaften verändert-wie verringerte Härte und verringerte Zähigkeit. Während die geschmolzene Schlacke ausgespült wird, kühlt das Hilfsgas auch angrenzendes Material und minimiert so das Ausmaß und die Schwere der Hitzeeinflusszone. Beim Schneiden von Kohlenstoffstahl verhindert der umsichtige Einsatz von Hilfsgas Schäden an den mechanischen Eigenschaften durch Überhitzung und bewahrt die Festigkeit und Zähigkeit nach dem Schnitt.

3. Verbesserung der Schneidfähigkeit und -effizienz

Hilfsgase können mit dem Material chemisch interagieren und so die Schneidleistung weiter steigern. Wenn Sauerstoff als Hilfsgas zum Schneiden von Kohlenstoffstahl verwendet wird, geht er bei hohen Temperaturen heftige Oxidationsreaktionen mit Kohlenstoff ein, wobei erhebliche Wärme freigesetzt wird. Diese zusätzliche Wärmeenergie beschleunigt das Schmelzen und Verdampfen des Materials und erhöht die Schnittgeschwindigkeit deutlich. Gleichzeitig erzeugt diese Oxidationsreaktion schmalere Schnittfugen, wodurch die Materialverschwendung minimiert wird.

4. Schutz optischer Komponenten und Verlängerung der Gerätelebensdauer

Beim Laserschneiden können durch den Prozess entstehende Dämpfe und Spritzer nach oben zurückprallen und optische Komponenten wie Fokussierlinsen verunreinigen. Die durch das Hilfsgas gebildete Gasströmungsbarriere blockiert diese Verunreinigungen effektiv und schützt optische Elemente vor Beschädigung. Dies verlängert die Lebensdauer der Geräte und reduziert die Wartungskosten.