Gazy laserowe

– energia skupiona w punkcie

Od eksperta techniki spawalniczej

Rosnące wymagania…

dotyczące wydajności, ekono-
miczności i jakości skłaniają
do ciągłego poszukiwania
nowych rozwiązań. W dzisiej-
szych czasach nie można so-
bie wyobrazić wielu dziedzin
badań, przemysłu i medycy-
ny bez techniki laserowej.

Laser CO

2

Laser CO

2

jest

najczęściej stosowanym
rodzajem lasera.

Charakteryzuje się on dużą
mocą wyjściową i wysoką
sprawnością procesu. Obec-
nie do dyspozycji mamy lase-
ry do cięcia o mocy do 5 kW
i lasery do zgrzewania o mo-
cy do 25 kW.
W rezonatorze lasera CO

2

sto-

sowane są mieszanki gazowe
składające się z dwutlenku
węgla, azotu i helu; przy czym
charakterystyczne promienio-
wanie laserowe wytwarzane
jest tylko z wyładowania w ga-
zie CO

2

.

Światło laserowe o długości
fali 10,6mm leży w niewi-
dzialnym zakresie podczer-
wieni. Opuszcza ono rezo-
nator w postaci równoległej
i spójnej wiązki światła o du-
żej gęstości energetycznej.
Gaz rezonatorowy może
być wstępnie mieszany
w butli pojedynczej (Premix)
lub przygotowywany z od-
dzielnych składników.

Decydujące znaczenie ma
czystość i jakość gazów.

Ekonomika użytkowania insta-
lacji laserowej wymaga maksy-
malnego stopnia wykorzysta-
nia jej wydajności. W związku
z powyższym istotna jest nie-
zawodność jej działania. To
z kolei warunkowane jest jako-
ścią stosowanego gazu. Nale-
ży pamiętać, że obecność wę-
glowodorów i cząsteczek pyłu
może spowodować uszkodze-
nie układu optycznego lasera.
Wilgoć z kolei przeszkadza
wyładowaniu wzbudzającemu
i uniemożliwia laserowi osiąga-
nie pełnej jego dokładności
i wydajności. To w konsekwen-
cji bardzo szybko przekłada się
na wzrost kosztów procesu.

Firma MESSER dostarcza
gazy o bardzo wysokiej czysto-
ści, w klasie jakości, która za-
lecana jest przez producentów
instalacji laserowych. Istotnym
obszarem zastosowania lase-
ra CO

2

stało się cięcie materia-

łów w produkcji przemysłowej.

Inne rodzaje laserów

Mieszanki gazu rezonato-
rowego – alternatywa dla
mieszalnika gazu.

Na jakość promienia lasero-
wego decydujący wpływ ma
nie tylko czystość, ale także
stabilny skład mieszanki gazu
rezonatorowego.

Prawidłowo dozowane skład-
niki gazu rezonatorowego
prowadzą do uzyskania opty-
malnej mocy, co stanowi pod-
stawowy warunek dla:
• cięcia o dobrej jakości
• spoin o dobrej jakości
• braku dodatkowej obróbki
• braku wyrobów nie spełnia-

jących wymagań jakościo-
wych

Laser Nd: YAG
– laser krystaliczny.

Lasery Nd: YAG (Neodym:
Itr-Aluminium-Granat) nale-
żą do grupy laserów krysta-
licznych. Niezbędne jest tu-
taj stosowanie, jako gazów

Współdziałanie gazów rezonatorowych i roboczych

przy cięciu laserem CO

2

Cięcie laserem CO

2

– technologia z przyszłością

Przegląd procesów
cięcia termicznego.

Wszystkie procesy cięcia
termicznego mają wspólną
cechę w postaci współdzia-
łania „punktowego” pod-
grzewania i wiązki strumie-
nia gazu tnącego. Przepływ
gazu tnącego często osiąga
prędkość naddźwiękową.
Obok palnikowego cięcia
gazowego i cięcia plazmo-
wego, cięcie laserowe na-
biera coraz większego zna-
czenia w procesach prze-
mysłowych.

Zalety w porównaniu
z innymi metodami cięcia...

...technika laserowa stosowa-
na jest zwłaszcza w zakresie
cięcia blach cienkich. Cięcie
laserowe charakteryzuje się
wysoką jakością i wydajno-
ścią cięcia.

Dla optymalnego zastosowa-
nia techniki laserowej decydu-
jącym jest wybór gazów lase-
rowych. W niniejszym katalo-
gu firma MESSER przedstawi
Państwu przegląd gazów re-
zonatorowych i roboczych
oferowanych dla różnego ro-
dzaju zastosowań.

Technika laserowa –
nowoczesna technika
w zasięgu ręki

roboczych, gazów specjal-
nych lub mieszanek gazo-
wych.

Głównymi obszarami zasto-
sowania lasera Nd: YAG są:
• Cięcie
• Opisywanie
• Znakowanie
• Spawanie miedzi i alumi-

nium

• Procesy powierzchniowe

Laser Excimerowy – laser
gazowy w zakresie UV.

Podobnie jak w laserze CO

2.

w laserze Excimerowym
światło laserowe wytwarza-
ne jest za pomocą mieszan-
ki gazowej. W zależności od
składu mieszanki gazowej,
laser ten pracuje w zakresie
długości fal 193-351 nm.
Jest on stosowany głównie
w medycynie, ale znajduje
również coraz większe za-
stosowanie w produkcji
przemysłowej.

Charakterystyczne dla cięcia
laserowego są:
• mała strefa wpływu ciepła
• wąskie szczeliny cięcia
• niewielka ilość wprowadza-

nego ciepła

• niewielkie utwardzenie
• minimalne wypaczenie
• czyste, prostopadłe krawę-

dzie

• bardzo małe nierówności

Metoda

Kryteria

Prędkość

Jakość

Cięcie

gazowe

+

+

Cięcie

plazmowe

++

0

Cięcie

laserowe

++

++

Ocena metody na bazie porównania dla cienkich blach

Argumenty które przekonują

Gazy robocze
optymalizujące pracę

W laserze CO

2

gazy robocze

spełniają dwa zadania. Z jed-
nej strony stanowią aktywne
medium do wytworzenia
energii, a z drugiej – dostar-
czają energię kinetyczną nie-
zbędną do uzyskania szcze-
liny cięcia. Dodatkowo, przy
stosowaniu gazów utleniają-
cych, wytwarzają one energię
cieplną.

Nie można zapominać
o funkcjach ochronnych po-
szczególnych gazów robo-
czych. Gazy te chronią opty-
kę aparatury obróbki przed
rozpryskami, pyłami, opara-
mi itd., a powierzchnię cię-
cia przed reakcją z powie-
trzem.

Gazy robocze
dla materiałów stalowych

Tlen...

...jest stosowany głównie do
cięcia gazowego i laserowe-
go stali niestopowych i ni-
skostopowych. Promień la-
serowy rozgrzewa stal do
temperatury zapłonu. Spa-
lanie materiału w strumieniu
tlenu do cięcia generuje
dodatkową energię cieplną,
która wyraźnie przyspiesza
proces cięcia.

Firma MESSER oferuje tlen
o minimalnej czystości 3.5
(99,95 % obj.). Gaz taki,
w porównaniu z tlenem o ja-
kości technicznej, zapewnia
większą szybkość i precyzję
cięcia. Dzięki krótszemu

czasowi obróbki można
znacznie obniżyć koszty
procesu.

Tlenem można ciąć również
aluminium.

Azot...

...stosowany jest przede
wszystkim przy cięciu stali
wysokostopowych, ale także
przy cięciu aluminium i nieme-
tali. Przy cięciu z użyciem tle-
nu, poprzez spalanie materia-
łu wytwarzana jest szczelinę
cięcia. Z kolei przy cięciu la-
serem, metodą wytapiania,
azot wydmuchuje metal ciekły
ze szczeliny cięcia.

Laser CO

2

wykonuje

doskonałe cięcie
również w innych materiałach

Nie tylko materiały
metalowe...

...mogą być obrabiane lase-
rem. Laserem CO

2

ciąć moż-

na również wiele materiałów
niemetalicznych, takich jak
pleksiglas, PCV, PE, drewno,
szkło, ceramika, papier, tek-
stylia itd. W przemyśle spo-
żywczym możliwe jest nawet

bezdotykowe, a więc absolut-
nie higieniczne, porcjowanie.

Również materiały
specjalne...

...jak np.: tytan są cięte lase-
rem CO

2

. W tym przypadku

użycie argonu daje cięcie
o najlepszej jakości.

Inne zastosowania laserów

Wysokociśnieniowe cięcie
laserowe w przypadku ma-
teriałów o dużej grubości.

Technika wysokociśnieniowa
(z ciśnieniami cięcia 15 bar
i więcej), w przypadku użycia
azotu lub przy cięciu stali CrNi

i aluminium, pozwala na uzy-
skiwanie beztlenkowych
i bezgratowych powierzchni
cięcia. Jednocześnie zwięk-
sza się zakres możliwych do
cięcia grubości blach.

Proces

Materiał

stal niestopowa
i niskostopowa

stal wysokostopowa

aluminium

tytan

materiały
niemetaliczne

Cięcie

gazowe

X

Cięcie

plazmowe

X

X

X

Cięcie

laserowe

X

X

X

X

X

Możliwości cięcia różnych materiałów

Trend do wyższych ciśnień cięcia

Systemy zasilania gazowego
oferowane przez firmę Messer

Bezpieczeństwo poprzez
jakość.

W praktyce sprawdziły się
różnego rodzaju systemy
zasilania gazowego, które
uzależnione są od wielkości
zapotrzebowania.

Małe zużycia gazu pokrywa-
ne są poprzez dostawy me-
dium w pojedynczych bu-
tlach stalowych. W przypad-
ku zużycia około 500 m

3

/

miesiąc korzystniejszy pod
względem kosztowym jest
system zasilania centralne-
go. Budowa tego systemu
uzależniona jest od wielko-
ści zapotrzebowania i wa-
runków przestrzennych.

System centralnego zasila-
nia może składać się z ba-
terii butli na bazie wiązek

butli lub, przy większym za-
potrzebowaniu – z odparo-
wywacza i parownicy. Moż-
liwe także są dostawy gazu
w autocysternach i jego ma-
gazynowanie w zbiornikach
stokażowych. Gazy o wyso-
kiej czystości mogą być do-
starczane jako gotowa mie-
szanka standardowa lub
mogą być mieszane na
miejscu. Dla gazów o naj-
wyższej czystości dostar-
czane są specjalne redukto-
ry ciśnienia. Są one wyko-
nane z mosiądzu lub ze stali
szlachetnej (dla układu bu-
tli 1x1 lub 2x1 z lub bez peł-
nego automatycznego prze-
łączania).

Messer P

Messer P

Messer P

Messer P

Messer Polska Sp. z o.o.

olska Sp. z o.o.

olska Sp. z o.o.

olska Sp. z o.o.

olska Sp. z o.o.

ul. Maciejkowicka 30, 41-503 Chorzów

tel. 032 / 77 26 000, fax 032 / 77 26 115

e-mail:

[e-mail]

http://

www.messer.pl

W

W

W

W

War

ar

ar

ar

arszawa

szawa

szawa

szawa

szawa

ul. Pożarowa 9/11
03-308 Warszawa
tel. 022 / 675 69 26
fax 022 / 811 69 19
e-mail:

[e-mail]

P

P

P

P

Poznań

oznań

oznań

oznań

oznań

ul. 28 Czerwca 1956 nr 231/239
61-485 Poznań
tel. 061 / 831 22 20
fax 061 / 831 28 26
e-mail:

[e-mail]

P

P

P

P

Police

olice

olice

olice

olice

ul. Jasienicka 7
72-010 Police
tel. 091 / 317 26 00
fax 091 / 312 17 99
e-mail:

[e-mail]

Śr

Śr

Śr

Śr

Środa Śląska

oda Śląska

oda Śląska

oda Śląska

oda Śląska

ul. Oławska 36
55-300 Środa Śląska
tel. 071 / 317 69 40
fax 071 / 317 68 02
e-mail:

[e-mail]

Oddziały

Oddziały

Oddziały

Oddziały

Oddziały

Firma Messer oferuje Pań-
stwu profesjonalne wykona-
nie projektu i realizację sys-
temu centralnego zasilania
w gazy. U nas znajdziecie
Państwo wsparcie technolo-
giczne i techniczne wynika-
jące z naszego wieloletnie-
go doświadczenia.

Zapraszamy do skorzystania
z naszej oferty!

Przegląd gazów i składników mieszanek gazowych firmy Messer

Dwutlenek węgla 4,5, hel 4.6,
azot 4.6/5.0, inne mieszanki wstępne gazów (Premix)

Tlen 3.5 (Oxycut

®

),

azot 4.0, 4.6, 5.0, argon 4.6/4.8

Argon 4.6/4.8, hel 4.6,
inne mieszanki gazowe,
(Argomix

®

, Monomix

®

, itd.)

Hel 4.6/5.0, neon 4.0/4.8/5.0
Argon 4.8/5.0, krypton 4.0/4.8

Chlorowodór, wodór

Gazy dla lasera CO

2

Gazy rezonatorowe

Gazy robocze, cięcie

Spawanie

Gazy dla lasera Excimero-
wego
Gazy szlachetne

Składniki halogenowe

Przykłady schematów instalacji gazowych zasilających urządzenia laserowe