Lézerhegesztés

A CO₂ lézerek rezonátor gázai általában hélium, nitrogén és szén-dioxid keverékéből állnak. A lézer gázkeverékéhez több okból adunk héliumot:
1. A hélium segít - a relaxációs átmenetek felgyorsításával - a CO₂ molekuláknak a kisebb lézerszintről való eltávolításában.
2. A héliumnak rendkívül magas a hővezető képessége. Ezáltal a hélium segít elvezetni a hőt az elektromos kisüléstől.
3. Hélium hozzáadásával rendkívül nagy lézerteljesítmény érhető el.

A CO₂ lézerek rezonátor gázai általában hélium, nitrogén és szén-dioxid keverékéből állnak. A nitrogénmolekulákat nagyon könnyű elektromos kisüléssel az első vibrációs energiaszintre gerjeszteni, ez a keletkezett energia csaknem megegyezik a CO₂ felső lézerszintjével. A vibrációs energia a két molekula ütköztetésével könnyen átvihető az N₂-ről a CO₂-re. Mindent összevetve: a CO₂ felső lézerszintjét sokkal könnyebb nitrogén közvetítésével gerjeszteni, mint kizárólag csak a CO₂ használatával. A nitrogén hozzáadása a nagyon magas lézerteljesítmény elérése érdekében jön létre.

A CO₂ lézerek rezonátor gázai általában hélium, nitrogén és szén-dioxid keverékéből állnak. A szén-dioxid (CO₂) a lézerfény létrehozása során aktív gáz, tehát infravörös sugárzást bocsát ki. A sugárzást a szén-dioxid molekula különböző vibrációs energiaszintjei közötti átváltások okozzák. Emiatt lehetőség van arra, hogy a CO₂ lézert csak a lézergázként használt szén-dioxid használatával is létre lehessen hozni. Mindazonáltal a lézervágáshoz és hegesztéshez szükséges nagyon magas lézerteljesítmény eléréséhez nitrogént és héliumot kell adni a lézergázhoz.

A lézergázban lévő szennyeződések csökkenthetik a CO₂ lézer teljesítményét a kimeneti teljesítmény csökkenéséből fakadóan, ami instabillá teszi az elektromos kisülést vagy növeli a lézergázok felhasználását. A lézergázok minőségét nemcsak a tisztaság határozza meg, hanem az is, hogy milyen fajtájú és milyen mértékű szennyeződéseket tartalmaznak. Tehát a BIP palackok használata a rezonátorok és tükrök hosszabb élettartamának elérése érdekében javasolt.

A lézergázban lévő szennyeződések csökkenthetik a CO₂ lézer teljesítményét a kimeneti teljesítmény csökkenése miatt, ami instabillá teszi az elektromos kisülést vagy növeli a lézergázok felhasználását. A lézergázok minőségét nemcsak a tisztaság határozza meg, hanem az is, hogy milyen fajtájú és milyen mértékű szennyeződéseket tartalmaznak. Tehát a BIP palackok használata javasolt a rezonátorok és tükrök hosszabb élettartamának elérése érdekében.

Az argon része a lézerhegesztéshez használható tiszta elemi gázokból és gázkeverékekből álló kínálatunknak. Az argon legfeljebb 3 kW teljesítményű lézerhez használható. Mindazonáltal, az argon plazmaelnyomó tulajdonságai hélium, oxigén vagy szén-dioxid hozzákeverésével javíthatók. A leggyakrabban használt gázok az argon és a hélium.

A szén-dioxid és a nitrogén olyan reaktív gázok, melyek oxidokat, karbidokat vagy nitrideket képezhetnek a hegesztett fémmel. A hegesztés mechanikai tulajdonságai emiatt leromolhatnak, és ez – bizonyos alkalmazásoknál – kizárja a szén-dioxid és a nitrogén használatát hegesztőgázként. Azonban bizonyos esetekben a reaktív hegesztőgázok elfogadhatók, sőt akár előnyösek is lehetnek. Például egyes rozsdamentes acéloknál a nitrogén jobb korrózióállóságot és mikroszerkezeteket biztosít a hegesztésnél.

Az Air Products védőgázokat gyakran használják különböző hegesztési műveleteknél, főként a MIG/MAG hegesztésnél és a TIG hegesztéseknél. A megfelelő hegesztőgáz kiválasztása rendkívül fontos a hegesztési művelethez. A hegesztőgáz nem csupán megvédi a hegesztett fémet a környező levegőtől, hanem hozzájárul a magasabb termelékenységhez és a hegesztés jobb mechanikai tulajdonságaihoz. A hegesztőgáznak azonban más szerepe is van. Megvédi a fókuszáló optikát a füsttől és a fröccsenéstől, valamint a CO₂ lézerek esetében szabályozza a plazma kialakulását. A használt hegesztőgáz a lézer típusától, a lézer teljesítményétől, a fúvóka elrendezésétől, a hegesztendő anyagtól, a munkadarab vastagságától, a hegesztésre vonatkozó mechanikai előírásoktól és a költségektől függ. A hangsúly a CO₂ lézerhegesztés hegesztőgázain van, mert a gyártóiparban túlnyomórészt még mindig CO₂ lézerhegesztőket használnak, legalábbis a nagyobb teljesítményű berendezéseket illetően. Továbbá, a hegesztőgáz kiválasztása nagyon fontos a CO₂ lézerhegesztésnél, míg kevésbé számít az Nd:YAG lézerhegesztés esetében.

Alkalmazásmérnökeink az üzem személyzetével együttműködve elemezhetik és megismerhetik a teljes műveletet. Az elemzést és az igényeket figyelembe véve olyan folyamatjavító megoldásokat javasolhatnak, amelyekkel javítható a termék minősége és konzisztenciája, és optimalizálható a gázfelhasználás. Az Air Products szolgáltatásai közé tartozik a szivárgás-ellenőrzés, kemence-kialakítás, analitikai kalibrálás, a gáz elemzése, a folyamat hibaelhárítása és a folyamat teljes áttekintése.

A képzés magában foglalhatja a gázlégkörök biztonságával, a gázok tulajdonságaival, a fémkezelő alkalmazásokkal, az NFPA 86-tal, a csővezetékekkel és áramlásvezérlő panelekkel kapcsolatos követelményeket és a gázokkal kapcsolatban felmerülő hibaelhárítási tudnivalókat. Ez az információ segíthet a kemence biztonságos működtetésében és a balesetek megelőzésében.