CZ244197A3 - Způsob řezání nerezové oceli laserovým paprskem - Google Patents

Způsob řezání nerezové oceli laserovým paprskem Download PDF

Info

Publication number
CZ244197A3
CZ244197A3 CZ972441A CZ244197A CZ244197A3 CZ 244197 A3 CZ244197 A3 CZ 244197A3 CZ 972441 A CZ972441 A CZ 972441A CZ 244197 A CZ244197 A CZ 244197A CZ 244197 A3 CZ244197 A3 CZ 244197A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cutting
gas
nitrogen
oxygen
stainless steel
Prior art date
Application number
CZ972441A
Other languages
English (en)
Inventor
Mark Faerber
Original Assignee
Aga Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aga Ab filed Critical Aga Ab
Publication of CZ244197A3 publication Critical patent/CZ244197A3/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
    • B23K26/125—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases of mixed gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/228—Selection of materials for cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
    • B23K35/383—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area mainly containing noble gases or nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

Způsob řezání nerezové oceli laserovým paprskem
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká způsobu řezáni nerezové oceli, jiných materiálů z vysoce legovaných ocelí, hliníku nebo slitin hliníku laserovým paprskem s použitím směsi dusíku/kyslíku jako řezacího plynu. Vynález se také týká složení plynu pro použití při provádění uvedeného způsobu.
Dosavadní stav techniky
Řezání laserovým paprskem je zavedená technika, používaná pro řezání mnoha různých druhů materiálů. Použitým laserem je obvykle CO2 laser s vysokým výkonem, ačkoliv je možno použít i jiných typů laserů, například laserů Nd-YAG.
Při řezání laserovým paprskem se laserový paprsek zaostřuje na řezaný předmět a koaxiálně s paprskem se současné přivádí řezací plyn. Řezací plyn se přivádí pod vysokým tlakem, až do 3 MPa, a slouží pro několik různých účelů. Například napomáhá z důvodů vysoké rychlosti, kterou se řezací plyn přivádí, odstraňovat roztavený materiál a strusku z řezu, a tím zabraňuje vytváření otřepů a přilepování strusky. Plyn rovněž stíní zaostřovací optiku laseru před stříkajícím kovem v průběhu řezání.
Řezací plyn může být buď reaktivní nebo inertní, v závislosti na použití. Jako reaktivní řezací plyn se obvykle používá vysoce čistý kyslík. Použití kyslíku zvyšuje zahřívání předmětu laserovým paprskem jako výsledek exotermní reakce mezi dodávaným kyslíkem a řezaným materiálem. To dovoluje vyšší řezací rychlost.
Při použití inertního plynu namísto reaktivního plynu taví materiál výhradně teplotní energie z laserového paprsku a hlavním
V · to · · to * * • to to « · · · · • « to · ·#··· • · to to to ·#«··· to to to to to to · « to *
- 2 účelem řezacího plynu je odfukovat roztavený materiál a stínit laserovou optiku. Tato technika je zvláště zajímavá, když se řeže nerezová ocel a jiné materiály z vysoce legované oceli a rovněž hliník a slitiny hliníku. Když se používá dusík, N2, jako řezací plyn, je možné získat povrchy, které jsou úplně prosty oxidů. Ačkoli řezací rychlost je nižší než při použití kyslíku, je to vyváženo vysokou kvalitou získaného řezu mj. řezem bez otřepů.
Podstata vynálezu
Předmětem předkládaného vynálezu je poskytnout způsob řezání laserovým paprskem s použitím směsi inertní dusík/kyslík jako řezacího plynu, což zvýší rychlost řezání a sníží spotřebu plynu. Dalším předmětem je poskytnutí řezacího plynu ve formě směsi plynů, vhodné pro použití při provádění tohoto způsobu.
is Vynález je založen na zjištění, že při určitých aplikacích je možno přijmout určitý stupeň oxidace povrchů řezu, pokud to umožní vyšší řezací rychlost a řez bez otřepů dosazený spolu se sníženým tlakem plynu, čímž se dosahuje nižší rychlosti průtoku plynu a tím snížené spotřeby plynu, a oxidace může být odstraněna v následujícím stupni buď mechanicky nebo chemicky. Podle předkládaného vynálezu se způsob řezání laserovým paprskem, definovaný v prvním odstavci, vyznačuje zejména použitím jako řezacího plynu dusíku, který obsahuje malé množství kyslíku, odpovídající 0,1 až 10 % objemovým. Výhodná koncentrace kyslíku je 0,5 až 5 % objemových.
Způsob poskytuje povrchy řezu bez otřepů a v porovnání s rychlostí řezu, dosahované s použitím v podstatě čistého dusíku, se zvýšenou rychlostí řezání. Je tomu tak proto, že kyslík je přítomen v dostatečném množství pro vyvolání exotermní oxidační reakce se základním materiálem, která zvýší teplotu a zvýší účinnost řezacího
-3procesu. Tím může být snížen tlak plynu, což má za následek nižší spotřebu plynu a tím i snížení nákladů. Protože při řezání se spotřebují velká množství plynu, snížení spotřeby plynu má za následek podstatné snížení nákladů.
Protože vynález používá dusíku kontaminovaného kyslíkem, vynálezu je možno použít zvláště výhodným způsobem pří dosažení nižších nákladů tak, že se dusík vyrábí na místě z okolního vzduchu použitím známých technik filtrace, například na membráně nebo technikou PSA. Stupeň čistoty vytvořeného dusíku se určí tak, aby množství kyslíku požadované pro provedení řezání zůstalo ve vyrobeném plynu jako kontaminující složka. Tím je možno vyhnout se transportu a skladování dvou plynů a nutnosti jejich vzájemného míšení.
V případě potřeby pro určitá použití je možno odstranit oxidy, vytvořené na povrchu řezu, následným mechanickým nebo chemickým postupem, čímž se dosáhne zlepšených korozních vlastností a svařitelnosti. Chemické odstranění oxidů je možno provádět leptáním známými prostředky.
Vynález se také týká směsi plynů pro použití dusíku jako
2o řezacího plynu při řezání nerezové oceli, jiných materiálů z vysoce legované oceli a hliníku nebo slitin hliníku laserovým paprskem. Směs plynu obsahuje dusík s malým množstvím kyslíku, odpovídajícím 0,1 až 10 % hmotnostním. Výhodný obsah kyslíku je 0,5 až 5 % hmotnostních.
Tato směs plynů může být pohodlně získána odfiltrováním dusíku ze vzduchu, přičemž požadované množství kyslíku bude v plynném dusíku přítomno jako neodstraněný kontaminant.
Použití takové plynové směsi poskytuje přijatelnou kvalitu řezu ve většině aplikací a umožní snížit tlak plynu a tím i jeho spotřebu
3o a ve srovnání s použitím čistého dusíku zvýšit řeznou rychlost.
• 9 • « · • * · • · » *
-4Přirozeně mohou být také dusík a kyslík dopraveny odděleně do místa spotřeby a potom spolu smíseny až v pracovním procesu, nebo mohou být dodány v předem smíšeném stavu.
Zastupuje:

Claims (3)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob řezání nerezové oceli, jiných materiálů z vysoce legované oceli a hliníku nebo slitin hliníku laserovým paprskem s použitím dusíku jako řezného plynu, vyznačující se tím, že se použije dusíku s obsahem malého množství kyslíku odpovídajícího 0,1 až 10 % objemovým.
    2. Způsob podle nároku 1, vyzn a č u j í c í se tím, že se použije dusíku s obsahem 0,5 až 5,0 % objemových kyslíku. 3. Způsob podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, ž e dusík se vyrábí na
    15 místě z okolního vzduchu; a stupeň čistoty vyrobeného plynu se určí tak, aby bylo zajištěno požadované množství kyslíku v plynu.
  2. 4. Způsob podle některého z nároků 1až3, vyznačující so se tím, ž e po řezání se provádí krok mechanického nebo chemického odstranění oxidu.
  3. 5. Použití směsi plynů obsahující dusík a malé množství kyslíku, odpovídající 0,1 až 10 % objemovým, s výhodou 0,5 až 5 %
    25 objemovým, pro řezání nerezové oceli, jiných materiálů z vysoce legované oceli a hliníku a slitin hliníku laserovým paprskem.
CZ972441A 1995-01-31 1996-01-30 Způsob řezání nerezové oceli laserovým paprskem CZ244197A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9500347A SE514450C2 (sv) 1995-01-31 1995-01-31 Sätt vid laserskärning och gaskomposition för användning därvid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ244197A3 true CZ244197A3 (cs) 1998-12-16

Family

ID=20397036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ972441A CZ244197A3 (cs) 1995-01-31 1996-01-30 Způsob řezání nerezové oceli laserovým paprskem

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0871559A1 (cs)
CZ (1) CZ244197A3 (cs)
SE (1) SE514450C2 (cs)
WO (1) WO1996023624A1 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2779078A1 (fr) * 1998-05-29 1999-12-03 Air Liquide Procede de decoupe laser de l'aluminium et de ses alliages
FR2825305A1 (fr) * 2001-06-01 2002-12-06 Air Liquide Procede et installation de soudage laser avec buse laterale de distribution de gaz
DE102004026033A1 (de) * 2004-05-27 2005-12-15 Linde Ag Gasgemisch zum Laserstrahlschmelzschneiden
FR2893873B1 (fr) 2005-11-25 2008-12-12 Air Liquide Procede de coupage avec un laser a fibre d'acier inoxydable
FR2893872B1 (fr) 2005-11-25 2008-10-17 Air Liquide Procede de coupage avec un laser a fibre d'acier c-mn

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK168593B1 (da) * 1985-05-09 1994-05-02 Aga Ab Fremgangsmåde ved laserskæring af metalliske emner
CN1107570C (zh) 1994-06-06 2003-05-07 阿曼德有限公司 向激光束机提供气态氮的方法和设备及一种激光束机

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996023624A1 (en) 1996-08-08
SE9500347D0 (sv) 1995-01-31
SE514450C2 (sv) 2001-02-26
SE9500347L (sv) 1996-08-01
EP0871559A1 (en) 1998-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Braun Nd: YAG laser butt welding of AA6013 using silicon and magnesium containing filler powders
EP0034041B1 (en) Method for cleaning metal parts
PL1931496T3 (pl) Sposób i instalacja do cięcia/spawania laserowego
CN105479030A (zh) 活性耐腐蚀SnZn基钎料及其制备方法与低温超声钎焊陶瓷和/或复合材料及铝、镁合金方法
US6060687A (en) Method of laser cutting metal workpieces
CZ244197A3 (cs) Způsob řezání nerezové oceli laserovým paprskem
Abboud et al. Ceramic–metal composites produced by laser surface treatment
JP2007222942A (ja) Ａｒ／Ｈｅガス混合物を用いたチタンレーザー切断
US5156326A (en) Brazing flux and method of using the same
US6963046B2 (en) Process gas and method for laser welding
HU216140B (hu) Védőgáz alumínium lézerhegesztésére
Zheng et al. Microstructure of Ni-10Co-8Cr-4W-13Zr alloy and its bonding behaviour for single-crystal nickel-base superalloy
JP2001305271A (ja) 原子力発電プラント用炉内機器の補修方法
US5296676A (en) Welding of aluminum powder alloy products
US6847007B2 (en) Process gas and laser machining method
EP3527321A1 (en) Method of cutting a workpiece and assist gas composition
Lawrence The characteristics and feasibility of a two-stage ceramic tile grout sealing process using a high power diode laser
Martukanitz et al. Laser beam welding of aluminum alloys for automotive applications
Katayama et al. Laser welding of aluminium alloy 5456
JP2001353588A (ja) アシストガスとして窒素／酸素混合物を用いた亜鉛メッキシートのレーザー切断
Siggs Laser and electron beam treatments for corrosion protection of friction stir welds in aerospace alloys
Wang et al. Fractural behavior in the transitional region of laser-clad Al–Fe bronze on Al–Si alloy under tensile loading
CN107150169A (zh) 一种铝合金的无毛刺切割方法
Takahashi et al. Influence of shielding gas and laser irradiation conditions on porosity formation in CO2 laser welding of aluminium alloy
Gao et al. Comparison between plasma-MIG and MIG procedures on 5A06 Aluminum Alloy

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic