SE514450C2 - Sätt vid laserskärning och gaskomposition för användning därvid - Google Patents

Description

514 450 medan skärgasens uppgift i första hand är att blåsa bort smält material och skydda laseroptiken. Denna teknik är av speciellt intresse vid skärning av rostfritt stål och andra höglegerade stålmaterial samt aluminium och aluminiumle- geringar. Vid utnyttjande av nitrogen, N2, som skärgas kan man därvid uppnå helt_oxidfria snittytor. Skärhastigheten blir lägre än vid utnyttjande av oxygen men detta kan uppvägas av erhållandet av snitt med hög kvalitet, bl.a. gradfria snitt.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sätt vid laserskärning med utnyttjande av en inert nitrogen/oxygenblandning som skärgas, vilket förhättrar skärhastigheten och minskar gasförbrukningen{ V Ett annat ändamål är att åstadkomma en för användning vid genomförande av sättet lämpad gaskomposition för skärgasen.

Till grund för uppfinningen ligger insikten om att man för vissa tillämpningar kan acceptera en viss oxidation av snittytan, vilken eventuellt kan avlägsnas i ett efterfö- ljande mekaniskt eller kemiskt bearbetningssteg, om detta medger ökad skärhastighet och ett gradfritt snitt samt sänkt gastryck, vilket ger lägre flöde och därmed reducerad gasförhrukning.

Det speciellt karakteristiska för det i första stycket angivna sättet vid laserskärning är därvid enligt före- liggande uppfinning att man som skärgas utnyttjar nitrogen innehållande en liten mängd, 0,1-10 volym-%, oxygen. Före- trädesvis uppgår oxygenhalten till 0,5-5 volym-%. ~ Medelst detta sätt uppnår man alltjämt gradfria snitt, varvid dock skärhastigheten kan ökas jämfört med då väsent- ligen ren nitrogen utnyttjas. Detta har sin grund i att den ingående mängden oxygen är tillräcklig för åstadkommande av 314 450 en exotermisk oxidationsreaktion med grundmaterialet, som höjer temperaturen och effektiviserar skärprocessen. Gas- trycket kan därvid sänkas, vilket medför reducerad gasför- brukning med åtföljande kostnadsbesparning. Eftersom gas- ' förbrukningen vid skärning är mycket stor kan en sänkning av denna medföra en väsentlig kostnadsreduktion.

Då uppfinningen utnyttjar av oxygen förorenad nitrogen kan ett speciellt fördelaktigt och kostnadseffektivt utförande uppnås genom att producera nitrogenet på plats ur den omgivande luften med utnyttjande av i och för sig känd filtreringsteknik t.ex. membranteknik eller PSA. Renhets- graden för det alstrade nitrogenet bestäms därvid så att för skärningsoperationen erforderlig mängd oxygen kvarstår i den producerade gasen såsom en förorening. Härvid undvi- kes all transport och förvaring av två gaser och erforder- lig blandning av dessa.

Om så krävs för vissa tillämpningar, för att förbättra korrosionsegenskaperna och svetsbarheten, kan bildad oxid på snittytorna avlägsnas i ett efter skärmomentet följande mekaniskt eller kemiskt bearbetningssteg. Vid kemisk be- arbetning kan eventuell oxid avlägsnas genom etsning med utnyttjande av kända medel.

Uppfinningen avser även en gaskomposition för användning vid laserskärning av rostfritt stål, andra höglegerade stålmaterial, aluminium eller aluminiumlegeringar med utnyttjande av nitrogen som skärgas. Gaskompositionen innefattar nitrogen med ett litet innehåll 011-10 volym-%, oxygen. Företrädesvis uppgår oxygenhalten till 0,5-5 volym-%.

En sådan gaskomposition kan med fördel uppnås genom ut- filtrering av nitrogen ur luften, varvid den önskade mäng- den oxygen föreligger i form av en ej avlägsnad förorening 514 450 i kvävgasen.

Utnyttjandet av en gaskomposition av detta slag ger en för de flesta tillämpningar acceptabel snittkvalitet, varvid gastrycket och därmed gasförbrukningen kan sänkas och skärhastigheten ökas jämfört med skärning med ren nitrogen.

Givetvis kan även nitrogenet och oxygenet transporteras till arbetsplatsen separat för blandning i samband med arbetsoperationen eller levereras i förblandat tillstånd.

Claims (5)

._ , _ ._ ' f _ , . LU ,- v <. t l , , = . . « 51 q _ _ h u << u PATENTKRÄV

1. Sätt vid laserskärning av rostfritt stål, andra hög- legerade stålmaterial, aluminium eller aluminiumlegeringar med utnyttjande av nitrogen som skärgas, k ä n n e - t e c k n a t a v att man utnyttjar nitrogen innehållande en liten mängd, 0,1-10 volym-%, oxygen.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att man utnyttjar nitrogen innehållande 0,5-5 volym-% oxygen.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att nitrogenet produceras på plats ur den omgivande luften och att renhetsgraden bestäms så att erforderlig mängd oxygen kvarstår i den producerade gasen.

4. Sätt enligt något av krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t a'v att skärmomentet efterföljs av ett mekaniskt eller kemiskt oxidavlägsningssteg.

5. Användning av en gaskomposition innefattande nitrogen med ett litet innehåll, 0,1-10 volym-%, företrädesvis 0,5-5 volym-%, av oxygen, k ä n n e t e c k n a d a v att den används vid laserskärning av rostfritt stål, andra höglegerade stålmaterial, aluminium eller aluminiumlege- ringar.