AT393241B - Method for the laser cutting of metallic workpieces - Google Patents

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Abstract

Method for the laser cutting of metallic workpieces made of high-alloy or stainless material. In this method, a cutting gas which contains at least one active gas, such as, for example, oxygen, is used in order to avoid the formation of burr or slag in the flame-cut gap and to ensure good weldability and also to occasionally permit high cutting speeds. At least one essentially inert gas, e.g. He, N2, Ar, CO2 or a mixture of such gases, is admixed with the cutting gas. This inert gas or these inert gases only have a slight tendency to react with the material of the workpiece. In this case, the oxygen concentration is in the order of magnitude of between 35 and 60% of the total cutting-gas content. <IMAGE>

Description

AT 393 241 BAT 393 241 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laserschneiden metallischer Werkstücke aus hochlegiertem oder rostfreiem Material, bei welchem zur Vermeidung von Grat- und Schlackebildung in dem Brennspalt und der Gewährleistung guter Schweißbarkeit sowie gelegentlich zur Ermöglichung hoher Schnittgeschwindigkeiten ein Schneidegas verwendet wird, welches wenigstens ein aktives Gas, wie z. B. Sauerstoff, enthältThe invention relates to a method for laser cutting metallic workpieces from high-alloy or stainless material, in which a cutting gas is used which at least one active gas, such as., To avoid the formation of burrs and slag in the burning gap and to ensure good weldability and occasionally to enable high cutting speeds e.g. B. contains oxygen

Wie in der Metallbearbeitung gut bekannt ist, wird das Laserschneiden normalerweise so durchgeführt, daß ein Laserstrahl auf das zu schneidende metallische Werkstück fokussiert wird. Gleichzeitig wird ein Schneidegas, normalerweise Sauerstoff, durch eine Düse auf das Werkstück geblasen. Bei einer Laserschneideinrichtung wird ein Laserstrahl aus, beispielsweise, einem COj-Laser, mittels einer Linse durch eine Düseneinrichtung auf einAs is well known in metalworking, laser cutting is usually carried out by focusing a laser beam on the metal workpiece to be cut. At the same time, a cutting gas, usually oxygen, is blown onto the workpiece through a nozzle. In the case of a laser cutting device, a laser beam, for example, a COj laser, is applied onto a lens by means of a lens

Werkstück, beispielsweise eine Metallplatte oder eine -folie, fokussiert. Das Schneidegas, Sauerstoff, wird durch eine Einlaßleitung in eine Speicherkammer geführt und wird koaxial mit dem Laserstrahl durch eine Düsenmündung hinaus gegen das Werkstück gedrückt. Die Düseneinrichtung ist in einem Trägerglied angeordnet, worin Lagerkugeln drehbar gelagert sind, welche auf dem Werkstück, der Metallplatte, aufliegen. Unterhalb der Metallplatte ist ein Tragorgan für die Platte angeordnet, das mit einer Öffnung unterhalb der Düseneinrichtung versehen ist. Die Metallplatte bewegt sich während des Schneidevorganges in einer vorgegebenen Richtung und kann während dieser Bewegung auf einem, beispielsweise beweglichen, Koordinaten-Schneidetisch angeordnet sein.Workpiece, for example a metal plate or a foil, focused. The cutting gas, oxygen, is fed through an inlet line into a storage chamber and is pressed coaxially with the laser beam through a nozzle orifice against the workpiece. The nozzle device is arranged in a carrier member, in which bearing balls are rotatably mounted, which rest on the workpiece, the metal plate. A support member for the plate is arranged below the metal plate and is provided with an opening below the nozzle device. The metal plate moves in a predetermined direction during the cutting process and can be arranged on a, for example movable, coordinate cutting table during this movement.

Der Zweck des Schneidegases - des Sauerstoffes - ist zweifach: a) Die Linse in der Schneidevorrichtung ist gegen Sprühteilchen und die während des Schneidevorganges erzeugte Schlacke zu schützen und b) geschmolzenes Material und Schlacke aus dem Schnitt, welcher als Ergebnis des Schneidevorganges gebildet wird, ist auszuwerfen.The purpose of the cutting gas - oxygen - is twofold: a) protect the lens in the cutting device against spray particles and the slag generated during the cutting process, and b) melt molten material and slag from the cut that is formed as a result of the cutting process eject.

Bei dieser Arbeitsweise werden das geschmolzene Material und die Schlacke durch die Öffnung in dem Tragorgan ausgeworfen. Wenn die zu schneidende Platte aus Kohlenstoffstahl oder aus rostfreiem Stahl besteht, hat der Sauerstoff einen weiteren Zweck zu erfüllen, nämlich mit dem Stahl chemisch zu reagieren und dadurch Wärme zu erzeugen, welche den Schneidevorgang erleichtert. So hat das Laserschneiden abgesehen von dem Schmelzen der Platte durch die Wirkung des Laserstrahles auch eine Stahlverbrennung von der Art wie sie bei herkömmlichen Brennschneiden auftritt, zur Folge.In this procedure, the molten material and the slag are ejected through the opening in the support member. If the plate to be cut is made of carbon steel or stainless steel, the oxygen has a further purpose, namely to react chemically with the steel and thereby generate heat which facilitates the cutting process. In addition to melting the plate due to the action of the laser beam, laser cutting also results in steel burning of the type that occurs in conventional flame cutting.

Bisher bekannte Methoden haben die Verwendung eines Schneidegases gefordert, welches so gut wie zu 100 % aus Sauerstoff bestand, da ein solches Schneidegas die besten Ergebnisse in bezug auf erzielbare Schneidegeschwindigkeiten und annehmbare Schnitteigenschaften liefert. Die hiebei beobachtete Qualität ist abhängig von mehreren Parametern. Unter diesen sind zu erwähnen: Die Schneidegeschwindigkeit, der Schneidegasdruck (d. h. der Gasdruck in der Düse), der Düsendurchmesser (d. h. der Lochdurchmesser in der Düsenmündung), der Düsenabstand (d. h. der Abstand zwischen der Düsenmündung und dem Werkstück) und schließlich die Laserleistung. Allgemein kann gesagt werden, daß ein erhöhter Schneidegasdruck eine erhöhte Schneidegeschwindigkeit ergibt Jedoch muß der Schneidegasdruck im Hinblick auf solche Faktoren wie die Fokussierungslinse begrenzt werden. Das Laserschneiden mit reinem Sauerstoff als Schneidegas umfaßt jedoch gewisse Nachteile, insbesondere in Verbindung mit dem Schneiden von rostfreiem Stahl. Während des Schmelzens des Materials werden in dem Werkstück Oxide gebildet. Diese Oxide werden zusammen mit geschmolzenem Material durch den Schnitt nach außen geblasen. Ein Teil der Oxide und des geschmolzenen Materials wird jedoch an der Unterseite des Schnittes als Grate abgelagert. Diese Grate können insbesondere bei hochlegiertem Stahl schwierig zu entfernen sein. Beim Schneiden mit reinem Sauerstoff als Schneidegas wird die geschmolzene Zone mit Schlacke gemischt werden, d. h. es entsteht ein Gemisch von Oxiden aus dem Werkstück. Die Schlackeflocken in dem Schnitt können zu Problemen bei nachfolgendem Schweißen Anlaß geben. Eine Metallplatte, welche mit reinem Sauerstoff als Schneidegas geschnitten wird, kann so eine Schmelzverbindung ergeben, welche Schlacketaschen enthält, die schwierig zu entfernen sind. Eine Methode zum Vermeiden der Schwierigkeiten, die der Oxidbildung und nachfolgenden Gratbildung und Schlackebildung innewohnen, kann darin liegen, den Sauerstoff in dem Schneidegas durch ein inertes Gas zu ersetzen. Dies führt jedoch zu einer erheblichen Verminderung der Schneidegeschwindigkeit. Daher ist ein solches Verfahren mit verschiedenen Nachteilen behaftetPreviously known methods have required the use of a cutting gas which was almost 100% oxygen, since such a cutting gas gives the best results in terms of achievable cutting speeds and acceptable cutting properties. The quality observed here depends on several parameters. Among these are: the cutting speed, the cutting gas pressure (i.e. the gas pressure in the nozzle), the nozzle diameter (i.e. the hole diameter in the nozzle mouth), the nozzle distance (i.e. the distance between the nozzle mouth and the workpiece) and finally the laser power. In general, it can be said that an increased cutting gas pressure gives an increased cutting speed. However, the cutting gas pressure must be limited in view of such factors as the focusing lens. Laser cutting with pure oxygen as the cutting gas, however, has certain disadvantages, especially in connection with cutting stainless steel. Oxides are formed in the workpiece during the melting of the material. These oxides are blown out through the cut along with molten material. However, some of the oxides and molten material are deposited as ridges on the underside of the cut. These burrs can be difficult to remove, especially with high-alloy steel. When cutting with pure oxygen as the cutting gas, the molten zone will be mixed with slag, i.e. H. a mixture of oxides is created from the workpiece. The slag flakes in the cut can give rise to problems with subsequent welding. A metal plate that is cut with pure oxygen as the cutting gas can thus form a fusion bond that contains slag pockets that are difficult to remove. One way to avoid the difficulties inherent in oxide formation and subsequent burring and slag formation can be to replace the oxygen in the cutting gas with an inert gas. However, this leads to a considerable reduction in the cutting speed. Therefore, such a method has various disadvantages

Es ist bereits das Laserschneiden reaktiver Metalle, insbesondere das Schneiden von Zirkonium und ähnlicher Werkstoffe, bekannt, wobei ein Schneidgasgemisch mit einer Sauerstoffkonzentration von 25 bis 35 % eingesetzt wird. Dem bekannten Verfahren liegt ein völlig anderes Prinzip zugrunde, nämlich die Bearbeitung reaktiver Metalle, wogegen sich das Verfahren der eingangs genannten Art auf das Schneiden nicht reaktiver Metalle bezieht; es sollen nämlich strukturell homogene metallische Werkstücke aus hochlegiertem, rostfreiem Material bearbeitet werden, sodaß aus dem bekannten Verfahren gewonnene Erkenntnisse auf das vorliegende Verfahren keinerlei Rückschlüsse gezogen werden können.Laser cutting of reactive metals, in particular cutting zirconium and similar materials, is already known, a cutting gas mixture with an oxygen concentration of 25 to 35% being used. The known method is based on a completely different principle, namely the processing of reactive metals, whereas the method of the type mentioned at the beginning relates to the cutting of non-reactive metals; namely, structurally homogeneous metallic workpieces made of high-alloy, rustproof material are to be processed, so that no conclusions can be drawn from the known method about the present method.

Es ist auch ein Kombinationsmundstück bekannt, das sowohl für Laserschneiden als für Laserschweißen geeignet ist. Dabei ist ein Gaskontrollsystem beschrieben, das jedoch kein Gasmischungsgerät, sondern nur Umschaltventile aufweist. Bei diesem Gaskontrollsystem wird mittels der Umschaltventile das Umschalten von Sauerstoff auf Argon und umgekehrt erreicht. Eine Mischung der Gase ist nicht vorgesehen.A combination mouthpiece is also known which is suitable for both laser cutting and laser welding. A gas control system is described, which, however, does not have a gas mixing device, but only has switching valves. In this gas control system, the switchover valves are used to switch from oxygen to argon and vice versa. A mixture of the gases is not provided.

Weiters ist auch ein Schutzgas für Laserschweißen bekannt, das eine größere Eindringtiefe als Argon hat, -2-A protective gas for laser welding is also known, which has a greater penetration depth than argon, -2-

AT 393 241 B welches aus einer Mischung aus Sauerstoff und Helium besteht Das vorliegende Verfahren betrifft jedoch ein Schneidgas und kein Schweißgas. Die Gase haben somit während der Materialbearbeitung völlig andere Aufgaben zu erledigen.AT 393 241 B, which consists of a mixture of oxygen and helium. However, the present method relates to a cutting gas and not a welding gas. The gases therefore have completely different tasks to do during material processing.

Weiters sind noch einige Materialbearbeitungsverfahren bekannt, bei welchen Inertgas und Sauerstoff S abwechselnd eingesetzt werden. Eine Mischung der Gase ist nicht erwähnt.Furthermore, some material processing methods are known in which inert gas and oxygen S are used alternately. A mixture of the gases is not mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem den vorher angeführten Nachteilen und Beeinträchtigungen begegnet werden kann.The invention has for its object to provide a method of the type mentioned, with which the disadvantages and impairments mentioned above can be countered.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß dem Schneidegas, wenigstens ein im wesentlichen inertes Gas, wie beispielsweise He, N2, Ar, CC&gt;2 oder eine Mischung solcher Gase zugemischt wird, welches 10 bzw. welche nur geringe Neigung zur Reaktion mit dem Material in dem Werkstück haben, und daß die Sauerstoffkonzentration im Bereich zwischen 35 und 60 % des gesamten Schneidegasgehaltes liegtAccording to the invention, this object is achieved in that the cutting gas is admixed with at least one essentially inert gas, such as He, N2, Ar, CC> 2, or a mixture of such gases, which 10 or which has only a slight tendency to react with the material in have the workpiece, and that the oxygen concentration is in the range between 35 and 60% of the total cutting gas content

Das Wesen der vorliegenden Erfindung und deren Aspekte werden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The essence of the present invention and its aspects are explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Laserschneidevorrichtung. Fig. 2 und 3 veranschaulichen als 15 Diagramm die Schneidegeschwindigkeit als Funktion der Sauerstoffkonzentration in dem Schneidegas in einem typischen Schneidegasgemisch.Fig. 1 shows the basic structure of the laser cutting device. 2 and 3 illustrate, as a diagram, the cutting speed as a function of the oxygen concentration in the cutting gas in a typical cutting gas mixture.

In Fig. 1 weisen die einzelnen Teile der Einrichtung folgende Bezugszeichen auf: Ein Laserstrahl (1) aus, beispielsweise, einem CO2-Laser, wird mittels einer Linse (2) durch eine Düseneinrichtung (3) auf ein Werkstück (6), beispielsweise eine Metallplatte oder eine -folie, fokussiert. Das Sauerstoff enthaltende 20 Schneidegas wird durch eine Einlaßleitung (5) in eine Speicherkammer (4) geführt und wird koaxial mit dem Laserstrahl (1) durch eine Düsenmündung (11) hinaus gegen das Werkstück (6) gedrückt Die Düseneinrichtung (3) ist in einem Trägerorgan (7) angeordnet, worin Lagerkugeln (8) drehbar gelagert sind, an welchen das Werkstück (6), die Metallplatte, von unten in Anlage gehalten ist. Ein Tragorgan (9) ist als Auflage der Unterseite der Metallplatte vorgesehen und ist mit einer Öffnung (10) unterhalb der Düseneinrichtung (3) 25 versehen. Die Metallplatte (6) bewegt sich während des Schneidevorganges in einer vorgegebenen Richtung und kann während dieser Bewegung auf einem, beispielsweise beweglichen, Koordinaten-Schneidetisch angeordnet sein.In Fig. 1, the individual parts of the device have the following reference numerals: A laser beam (1), for example, a CO2 laser, is applied to a workpiece (6), for example, a nozzle (3) by means of a lens (2) Metal plate or foil, focused. The oxygen-containing 20 cutting gas is fed through an inlet line (5) into a storage chamber (4) and is pressed coaxially with the laser beam (1) through a nozzle mouth (11) against the workpiece (6). The nozzle device (3) is in one Carrier member (7) arranged, in which bearing balls (8) are rotatably mounted, on which the workpiece (6), the metal plate, is held in contact from below. A support member (9) is provided as a support for the underside of the metal plate and is provided with an opening (10) below the nozzle device (3) 25. The metal plate (6) moves in a predetermined direction during the cutting process and can be arranged on a, for example movable, coordinate cutting table during this movement.

Durch das Schneidegas wird die Linse (2) in der Schneidevorrichtung gegen Sprühteilchen und während des Schneidevorganges erzeugte Schlacke (12) geschützt Weiters wird geschmolzenes Material und Schlacke (12) 30 aus dem Schnitt, welcher als Ergebnis des Schneidevorganges gebildet wird, durch die Öffnung (10) in dem Tragorgan (9) ausgeworfen.The cutting gas protects the lens (2) in the cutting device against spray particles and slag (12) generated during the cutting process. Furthermore, molten material and slag (12) 30 from the cut which is formed as a result of the cutting process are passed through the opening ( 10) ejected in the support member (9).

Bei Versuchen wurden He, N2, Ar und CO2 als inerte Zusatzgase verwendet Um das bestmögliche Ergebnis mit Bezug auf die Schneidegeschwindigkeit und Schnittqualität zu erzielen, ist es wesentlich, daß geeignete Werte für die örtliche Lage der Linse, den Durchmesser der Düsenmündung und den Abstand zwischen der 35 Düsenmündung und dem Werkstück ausgewählt werden müssen. Weiters sollte ein geeigneter Schneidegasdruck in der Düse und ein geeignetes Gemisch von aktiven und inerten Gasen in dem Schneidegas angewendet werden. In einem CO2-Laser sollte eine Leistung von mehr als 400 W angewendet werden. Der Düsendurchmesser kann in der Größenordnung zwischen 0,8 und 1,2 mm sein und der Düsenabstand kann in der Größenordnung zwischen 0,25 und 0,60 mm sein. Der Schneidegasdruck in der Düse sollte im Bereich zwischen 2 und 5 bar liegen. Bei 40 Spezialdüsen kann ein höherer Schneidegasdruck angewendet werden, in welchen Fällen der Druck 7 bar überschreiten kann.In experiments, He, N2, Ar and CO2 were used as inert additional gases In order to achieve the best possible result with regard to the cutting speed and cutting quality, it is essential that suitable values for the local position of the lens, the diameter of the nozzle mouth and the distance between the 35 nozzle mouth and the workpiece must be selected. A suitable cutting gas pressure in the nozzle and a suitable mixture of active and inert gases in the cutting gas should also be used. A power of more than 400 W should be used in a CO2 laser. The nozzle diameter can be on the order of 0.8 to 1.2 mm and the nozzle spacing can be on the order of 0.25 to 0.60 mm. The cutting gas pressure in the nozzle should be between 2 and 5 bar. With 40 special nozzles, a higher cutting gas pressure can be used, in which cases the pressure can exceed 7 bar.

Das Schneidegasgemisch, d. h. das Gemisch von Sauerstoff und einem inerten Gas, sollte, wie vorher erwähnt, so sein, daß die Sauerstoffkonzentration im Bereich zwischen 35 und 60 %, bezogen auf den gesamten Schneidegasgehalt, liegt, wobei als inertes Gas eines der inerten Gase Re, N2, Ar oder CO2 verwendet wird. 45 Wenn dabei He als inertes Gas gewählt wird, sollte die Sauerstoffkonzentration im Bereich zwischen 45 und 60 %, bezogen auf den gesamten Schneidegasgehalt, liegen. Wenn irgendeines der anderen vorerwähnten Gase, N2, Ar oder CO2 als inertes Gas gewählt wird, sollte die Sauerstoffkonzentration im Bereich zwischen 40 und 60 %, bezogen auf den gesamten Schneidegasgehalt, liegen.The cutting gas mixture, i.e. H. the mixture of oxygen and an inert gas should, as previously mentioned, be such that the oxygen concentration is in the range between 35 and 60%, based on the total cutting gas content, one of the inert gases Re, N2, Ar. being the inert gas or CO2 is used. 45 If He is selected as the inert gas, the oxygen concentration should be in the range between 45 and 60%, based on the total cutting gas content. If any of the other gases mentioned above, N2, Ar or CO2, is chosen as the inert gas, the oxygen concentration should range between 40 and 60% based on the total cutting gas content.

Schneideversuche wurden durchgeführt an Weikstücken in Form von Platten von unterschiedlicher Dicke und 50 von unlegierten und hochlegierten (beispielsweise rostfreiem Stahl) Materialien. Die Versuche wurden bei verschiedenen Düsenabständen durchgeführt, wobei die besten Schneideergebnisse bei geringstmöglichen Düsenabständen erzielt wurden. Als praktischer Hinweis können 0,3 mm erwähnt werden. Als praktischer Hinweis für die Öffnung in der Düsenmündung kann ein Durchmesser von 0,8 mm angegeben werden. Bei den Versuchen wurden die Schneidegeschwindigkeit, der Gasdruck und die örtliche Lage der Linse jeweils für 55 Plattendicke und Schneidegasgemisch variiert, um die besten Schneidebedingungen festzulegen.Cutting tests were carried out on white pieces in the form of plates of different thicknesses and 50 unalloyed and high-alloyed (for example stainless steel) materials. The tests were carried out with different nozzle spacings, with the best cutting results being achieved with the smallest possible nozzle spacings. As a practical note, 0.3 mm can be mentioned. As a practical note for the opening in the nozzle mouth, a diameter of 0.8 mm can be specified. In the tests, the cutting speed, the gas pressure and the location of the lens were varied for 55 plate thickness and cutting gas mixture in order to determine the best cutting conditions.

Die Versuche zeigen, daß im allgemeinen die Schneidegeschwindkeit fallt, wenn der Sauerstoffgehalt in dem Schneidegas vermindert wird. Bei jedem betreffenden Versuch wurde die höchste Schneidegeschwindigkeit bei der bestmöglichen Schnittqualität bestimmt für Schneidegasgemische bestehend aus Sauerstoff im Gemisch mit He, N2, Ar und CO2. Zuerst ist es die Größe der Grate in dem Schnitt, welche entscheidend ist für die Beurteilung der 60 Schnittqualität. Die Fig. 2 und 3 zeigen die Schneidegeschwindigkeit als eine Funktion der -3-The experiments show that generally the cutting speed drops when the oxygen content in the cutting gas is reduced. In each test concerned, the highest cutting speed with the best possible cutting quality was determined for cutting gas mixtures consisting of oxygen mixed with He, N2, Ar and CO2. First of all, it is the size of the burrs in the cut that is decisive for the assessment of the 60 cut quality. 2 and 3 show the cutting speed as a function of -3-

Claims (3)

AT 393 241 B Sauerstoffkonzentration in dem Schneidegas, wobei das Schneidegas mit He gemischt wurde. Fig.AT 393 241 B oxygen concentration in the cutting gas, the cutting gas being mixed with He. Fig. 2 zeigt diese Beziehungen beim Schneiden einer Platte aus rostfreiem Stahl von 0,5 mm Dicke und Fig.2 shows these relationships when cutting a 0.5 mm thick stainless steel plate, and FIG. 3 zeigt diese Beziehungen beim Schneiden einer Platte aus rostfreiem Stahl von 1,0 mm Dicke. Diese Kurven zeigen typische Beispiele für die Beziehung zwischen Schneidegeschwindigkeit, Sauerstoffkonzentration und Schnittqualität. Kurven von ähnlichem Aussehen werden für die anderen vorerwähnten Gase erhalten. Es zeigen die Fig. 2 und 3, daß die Kurve der Schneidegeschwindigkeit einen Nadir bei einem Sauerstoffgehalt von 90 % hat und daß die Kurve hernach ansteigt als Reaktion auf einen verminderten Sauerstoffgehalt. Bei einem Heliumgemisch in dem Schneidegas wird eine maximale Schneidegeschwindigkeit bei einer Sauerstoffkonzentration in der Größenordnung zwischen 45 und 75 % erzielt, wobei jedoch unter Bedachtnahme auf die Schnittqualität die Sauerstoffkonzentration 60 % nicht übersteigen soll. In den Fig. 2 und 3 wurde auch die Schneidegeschwindigkeit bei einem 100 % Heliumgemisch eingezeichnet. Hier beträgt die Schneidegeschwindigkeit nur etwa 0,5 m/min, ein Wert, welcher ganz unannehmbar ist. Dies betont die Wichtigkeit der Gegenwart von Sauerstoff in dem Schneidegas für das Laser-Schneideverfahren. Soweit die Schnittqualität betroffen ist, wird eine beachtliche Verbesserung erzielt, insbesondere für Material aus rostfreiem Stahl, bei der Verwendung eines Mischgases als Schneidegas. Dies kommt daher, daß an dem unteren Rand des Schnittes ein Grat erzeugt wird, wenn bei dem Schneidevorgang reiner Sauerstoff verwendet wird. Dieser Grat kann schwierig zu entfernen sein. Dies bezieht sich auch auf Gasgemische mit einem Sauerstoffgehalt in der Größenordnung von 90 bis 100 %. Der Bereich von 80 bis 90 % ist ein Übergangsbereich, worin der Grat beginnt, die Form eines groben Schrotes anzunehmen. Dies zeigt sich sogar deutlicher bei Sauerstoffgehalten von weniger als 70 %. Hier befinden sich die Grate in Form von grobem Schrot entlang des Schnittes, grober Schrot, welcher, beispielsweise, unter Verwendung einer Bürste leicht entfernt werden kann. Daher ist die Verbesserung der Schnittqualität eine Rückwirkung der vorher erwähnten Erhöhung der Schneidegeschwindigkeit. Es war möglich, eine weitere Verbesserung der Schnittqualität bei der Verwendung eines Mischgases als Schneidegas auf Grund von metallurgischen Überprüfungen, ausgeführt unter Anwendung von Elektronenmikroskopie, voizunehmen. Beim Schneiden unter Verwendung eines Mischgases wurde gefunden, daß die geschmolzene Zone in dem Schnitt kleiner ist und daß die Zone keine eingebetteten Schlackeflocken enthält. Beim nachfolgenden Schweißen von, beispielsweise, einer Platte aus rostfreiem Stahl, erhält dann die Schweißnaht eine blanke, glatte Oberfläche. Durch Verwendung eines Schneidegases beim Laserschneiden, welches aus einem Mischgas besteht, das aus einem aktiven Gas, Sauerstoff, und einem inerten Gas, wie He, N2, Ar oder CO2, besteht, worin die Sauerstoffkonzentration in der Größenordnung von zwischen 35 und 60 %, bezogen auf den gesamten Schneidegasgehalt, liegt, kann das Schneiden sowohl in unlegierten als auch in hochlegierten Werkstücken unter annehmbaren Bedingungen durchgeführt werden. Während eine geringere Schneidegeschwindigkeit erzielt wird, wird eine bessere Schnittqualität erzielt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Schnitt erzielt, worin die Grate entweder ganz fehlen oder sehr einfach entfernt werden können. Es kommen auch keine Schlacketaschen in der Schnittfläche vor, was ein beachtlicher Vorteil bei einem nachfolgenden Schweißvorgang ist. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Laserschneiden metallischer Werkstücke aus hochlegiertem oder rostfreiem Material bei welchem zur Vermeidung der Grat- und Schlackebildung in dem Brennschnittspalt und der Gewährleistung guter Schweißbarkeit sowie gelegentlich zur Ermöglichung hoher Schnittgeschwindigkeiten ein Schneidgas verwendet wird, welches wenigstens ein aktives Gas, wie z. B. Sauerstoff, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schneidgas wenigstens ein im wesentlichen inertes Gas, z. B. He, N2, Ar, CO2 oder eine Mischung solcher Gase, zugemischt wird, welches bzw. welche nur geringe Neigung zur Reaktion mit dem Material des Werkstückes haben, und daß die Sauerstoffkonzentration in der Größenordnung zwischen 35 und 60 % des gesamten Schneidgasgehaltes liegt. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-Figure 3 shows these relationships when cutting a 1.0 mm thick stainless steel plate. These curves show typical examples of the relationship between cutting speed, oxygen concentration and cutting quality. Curves of similar appearance are obtained for the other gases mentioned above. Figures 2 and 3 show that the cutting speed curve has a nadir at 90% oxygen content and that the curve subsequently increases in response to a reduced oxygen content. In the case of a helium mixture in the cutting gas, a maximum cutting speed is achieved with an oxygen concentration of the order of between 45 and 75%, although the oxygen concentration should not exceed 60%, taking into account the quality of the cut. 2 and 3, the cutting speed with a 100% helium mixture was also shown. Here the cutting speed is only about 0.5 m / min, a value that is completely unacceptable. This emphasizes the importance of the presence of oxygen in the cutting gas for the laser cutting process. As far as the cut quality is concerned, a remarkable improvement is achieved, especially for stainless steel material, when using a mixed gas as the cutting gas. This is because a burr is generated at the bottom of the cut when pure oxygen is used in the cutting process. This ridge can be difficult to remove. This also applies to gas mixtures with an oxygen content of the order of 90 to 100%. The 80 to 90% range is a transitional range where the ridge begins to take the form of a coarse shot. This is even more evident when the oxygen content is less than 70%. Here are the burrs in the form of coarse grit along the cut, coarse grit which, for example, can be easily removed using a brush. Therefore, the improvement in cut quality is a reaction of the aforementioned increase in cutting speed. It was possible to further improve the cut quality when using a mixed gas as the cutting gas on the basis of metallurgical inspections carried out using electron microscopy. When cutting using a mixed gas, it was found that the molten zone in the cut is smaller and that the zone contains no embedded slag flakes. During the subsequent welding of, for example, a plate made of stainless steel, the weld seam is then given a bright, smooth surface. By using a cutting gas in laser cutting, which consists of a mixed gas consisting of an active gas, oxygen, and an inert gas, such as He, N2, Ar or CO2, in which the oxygen concentration is on the order of between 35 and 60%, based on the total cutting gas content, cutting can be carried out in unalloyed as well as in high-alloy workpieces under acceptable conditions. While a lower cutting speed is achieved, a better cutting quality is achieved. The method according to the invention achieves a cut in which the burrs are either completely absent or can be removed very easily. There are also no slag pockets in the cut surface, which is a considerable advantage in a subsequent welding process. PATENT CLAIM Process for laser cutting metallic workpieces from high-alloy or rust-free material in which a cutting gas is used, which at least one active gas, such as e.g. Example, contains oxygen, characterized in that the cutting gas at least one substantially inert gas, for. B. He, N2, Ar, CO2 or a mixture of such gases, which is or which have only a slight tendency to react with the material of the workpiece, and that the oxygen concentration is of the order of 35 to 60% of the total cutting gas content . For this 2 sheets of drawings -4-
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