Vágógázok a lézervágásban — oxigén vs. nitrogén
A segédgáz megválasztása dönt az élminőségről, a vágási sebességről és a költségről. Elmagyarázzuk, mikor éri meg az olcsó és gyors oxigén, és mikor a tiszta, de drágább nitrogén — és melyik gáz melyik anyaghoz illik.
A lézervágásnál nemcsak a sugár dolgozik. Vele együtt egy segédgáz (vágógáz) áramlik a fúvókán keresztül, amely kifújja az olvadt anyagot a vágatból és hűti az élt. Ez a gáz dönti el, hogyan néz ki az él, milyen gyorsan vágódik ki az alkatrész, és mennyibe kerül a vágás. A két leggyakoribb választás az oxigén (O₂) és a nitrogén (N₂).
Hogyan működik a segédgáz
A lézersugár megolvasztja az anyagot, de a hő önmagában csak helyben olvasztaná meg a fémet. A nyomás alatt lévő segédgáz átfújja az olvadási zónát, lefelé nyomja az olvadt fémet a vágaton (kerf) keresztül, és tisztán tartja az élt. Az, hogy a gáz kémiailag reagál-e az anyaggal vagy sem, az egész vágás jellegét megváltoztatja.
Oxigén (O₂) — gyors és olcsó vastag acélon
Az oxigén kémiailag reagál a szénacéllal — elégeti azt. Ez az exoterm reakció saját hőt ad a vágáshoz, így a lézer jelentősen gyorsabban vág és nagyobb vastagságokat is kezel. A gáz olcsó. Hátránya, hogy vékony oxidréteg (reveréteg) marad az élen — sötétebb, kissé érdes nyom az égésből.
- Nagy vágási sebesség, főleg vastagabb lemeznél
- Alacsony gázköltség — gazdaságos választás szerkezeti acélhoz
- Oxidréteg az élen — bevonatolás előtt el kell távolítani
- Szénacélhoz (fekete acél) és nagyobb vastagságokhoz alkalmas
Nitrogén (N₂) — tiszta, oxidmentes él
A nitrogén inert — nem reagál az anyaggal, csak mechanikusan kifújja az olvadékot. Az él ezért világos, fémesen tiszta és oxidmentes marad, azonnal készen a további megmunkálásra. Ennek ára az alacsonyabb vágási sebesség (nincs exoterm hő), valamint a lényegesen nagyobb gázfogyasztás és költség, mert a nitrogénnek nagyobb nyomáson kell áramlania.
- Tiszta, világos, oxidmentes él — ideális bevonatolás előtt
- Kötelező rozsdamentesnél és alumíniumnál, ahol az oxigén sötétíti az élt
- Alacsonyabb vágási sebesség és nagyobb gázfogyasztás
- Magasabb vágási ár az élminőségért cserébe
Melyik gáz melyik anyaghoz
A gáz megválasztását nagyrészt az anyag határozza meg. A szénacél mindkettőt elviseli, míg a rozsdamentes és az alumínium szinte mindig nitrogént igényel.
- Szénacél — O₂ a sebességért és árért, N₂ ha tiszta él kell
- Rozsdamentes acél — N₂, hogy az él ne sötétedjen és ne korrodáljon
- Alumínium — N₂ (vagy sűrített levegő) tiszta, fényes vágáshoz
Mit jelent ez az árra, sebességre és a megrendelésére nézve
Az oxigén általában olcsóbb és gyorsabb, de oxidos él árán; a nitrogén drágább és lassabb, de tiszta, festésre kész élt ad. Ha az alkatrész egyenesen porszórásra, festésre kerül, vagy látszó marad, megéri a nitrogén — megspórolja a későbbi éltisztítást. Egyszerű szerkezeti alkatrésznél, amelyet úgyis hegesztenek vagy eltakarnak, az oxigén gazdaságosabb. A megrendelésben nem kell a gázzal foglalkoznia — az anyag és a kívánt élminőség alapján választjuk ki, vagy elég, ha jelzi, hogy az élnek tisztán kell maradnia a bevonat alá.
