WO2002043917A1 - Cutting gas and method for laser beam gas cutting - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a cutting gas for laser flame cutting.
  • the invention further relates to a method for laser beam flame cutting of materials from unalloyed or low-alloy steels, in particular from structural steels, wherein a focused laser beam is guided onto the surface of the workpiece to be machined and a cutting gas stream is directed against the workpiece surface via at least one nozzle.
  • the properties of laser radiation have led to lasers being used in many areas of material processing today.
  • the laser processing systems are known per se. As a rule, they have a laser processing head, possibly with a nozzle arranged coaxially with the laser beam.
  • Laser processing systems are often used in connection with CNC controls of guiding machines for x-y cutting direction. Handling systems for three-dimensional workpieces are increasingly being used in laser beam cutting.
  • An automatic cutting parameter assignment (laser power adapted to the respective cutting speed during the cutting process) based on the contour shape to be cut is generally a prerequisite for good cutting quality even at sharp corners and acute angles.
  • Laser beam cutting is the most frequently used laser processing method worldwide. For example, in Germany over 80% of laser processing systems are used for cutting. A distinction is made between laser beam flame cutting, laser beam fusion cutting and laser beam sublimation cutting.
  • the material With laser beam fusion cutting, the material is melted by the laser radiation in the separation spot. The melt is extracted with a cutting gas
  • Laser beam fusion cutting with cutting gas under high pressure has established itself in the cutting of stainless steels, but is also sometimes used for other materials such as structural steel or aluminum.
  • Cutting gas for laser beam fusion cutting is usually an inert gas such as nitrogen in particular.
  • the laser beam brings the material to ignition temperature.
  • the material to be cut on the surface in the area of the kerf is heated to an ignition temperature of approximately 1050 to 1200 ° C by the focused laser beam.
  • the cutting oxygen jet the material burns in the kerf to form a thin slag, which is blown out of the kerf by the kinetic energy of the cutting oxygen jet.
  • the exothermic reaction of the oxygen used as the cutting gas with the tool to be cut generates part of the necessary energy and thereby enables high cutting speeds with relatively low laser beam powers.
  • about 40% of the energy for the cutting process is supplied by the exothermic combustion of the iron, while the remaining 60% of the energy is brought in by the laser beam.
  • oxygen purity has a decisive influence on the cutting result. It is assumed that a higher degree of oxygen purity can increase the maximum possible cutting speed for a good cutting quality. Recommended purities for the oxygen used as the cutting gas are 99.95% or higher. It should be noted that helium does not occur as a contamination of oxygen in practice.
  • the present invention is therefore based on the object of demonstrating a cutting gas and a method of the type mentioned at the outset, which allow laser beam flame cutting even and especially at high laser beam powers.
  • the aim is to achieve a high cutting speed.
  • high-quality, process-reliable and reproducible laser flame cutting should be made possible.
  • a cutting gas which is a gas mixture which contains at least the constituents oxygen and helium.
  • the cutting gas advantageously contains less than 10% by volume of helium.
  • the cutting gas has an oxygen content of at least 90% by volume.
  • the helium content is between 0.01 and 9% by volume, preferably between 0.1 and 8% by volume, particularly preferably between 0.5 and 6% by volume.
  • Cutting gas mixtures containing oxygen and helium have proven particularly useful, the helium content of which is between 0.6 and 5% by volume, preferably between 0.75 and 4% by volume.
  • the helium content can be between 1 and 3% by volume.
  • a helium admixture of 1% by volume in the cutting gas results in approximately a 4% reduction in the cutting speed with the same laser beam power.
  • the typical symptoms of overheating no longer occur. This means that double or even triple the laser beam power can suddenly be used, especially with thinner materials. This in turn permits a corresponding increase in the possible cutting speed with a good cutting quality.
  • the reduction in oxygen purity is more than compensated for by an increase in laser power.
  • the invention is based on the deliberate acceptance of a parameter which is known to deteriorate the quality, namely a reduced oxygen content in the cutting gas, which, however, only makes it possible to utilize high laser powers. In this way, a large limitation of laser beam cutting can be removed with the invention. The limit of high quality laser beam cutting can even be shifted towards higher cutting speeds.
  • the cutting gas contains at least 92% by volume, preferably at least 95% by volume, particularly preferably at least 97% by volume, of oxygen.
  • cutting gas mixtures according to the invention can contain further oxygen-mixed components in addition to helium. Due to the properties of oxygen and helium described above, binary mixtures of oxygen and helium are preferred as cutting gas mixtures.
  • a high-power laser can advantageously be used for beam generation.
  • all suitable types of laser can be used here.
  • Nd YAG lasers or, above all, CO 2 lasers are particularly suitable.
  • laser powers of more than 1 kW, in particular more than 1.2 kW, preferably more than 1.5 kW, particularly preferably more than 2 kW cutting is advantageous. High-quality cuts can also be produced with laser powers over 2.5 kW, even over 3 kW.
  • cutting gas pressures above 0.05 MPa preferably between 0.1 and 2.5 MPa, particularly preferably between 0.2 and 2.0 MPa.
  • Increased cutting gas pressures are possible with the invention, in particular with larger material thicknesses.
  • High quality cuts are also possible above 0.5 MPa, even above 0.7 MPa.
  • the cutting gas pressures refer to pressures at the nozzle.
  • the invention allows high-quality and reproducible cutting, in particular of unalloyed and low-alloy steels, especially of structural steels.
  • Laser flame cutting according to the invention has proven to be reliable.

Abstract

The invention relates to a cutting gas and to a method for laser beam gas cutting unalloyed or low-alloy steels, particularly structural steels. According to the invention, a gas mixture consisting of oxygen and helium is used as a cutting gas. Reproducible cuts with a high cut quality can be effected with high laser powers and at high cutting speeds by using a cutting gas that contains less than 10 vol. % of helium.

Description

Beschreibung description
Schneidgas und Verfahren zum LaserstrahlbrennschneidenCutting gas and laser flame cutting method
Die Erfindung betrifft ein Schneidgas zum Laserstrahlbrennschneiden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Laserstrahlbrennschneiden von Werkstoffen aus unlegierten oder niedriglegierten Stählen, insbesondere aus Baustählen, wobei ein fokussierter Laserstrahl auf die zu bearbeitende Werkstückoberf lache geführt wird und ein Schneidgasstrom über mindestens eine Düse gegen die Werkstückoberfläche geleitet wird.The invention relates to a cutting gas for laser flame cutting. The invention further relates to a method for laser beam flame cutting of materials from unalloyed or low-alloy steels, in particular from structural steels, wherein a focused laser beam is guided onto the surface of the workpiece to be machined and a cutting gas stream is directed against the workpiece surface via at least one nozzle.
Die Eigenschaften der Laserstrahlung, insbesondere die Intensität und gute Fokussier- barkeit, haben dazu geführt, dass Laser heute in vielen Gebieten der Materialbearbeitung zum Einsatz kommen. Die Laserbearbeitungsanlagen sind an sich bekannt. In der Regel weisen sie einen Laserbearbeitungskopf, gegebenenfalls mit einer zum Laserstrahl koaxial angeordneten Düse auf. Oftmals werden Laserbearbeitungsanlagen in Verbindung mit CNC-Steuerungen von Führungsmaschinen für x-y-Schneidrichtung eingesetzt. Beim Laserstrahlschneiden finden immer häufiger auch Handhabungssysteme von dreidimensionalen Werkstücken Verwendung. Eine automatische Schneidparameterzuordnung (Laserleistung angepasst an die jeweilige Schnittgeschwindigkeit während des Schneidprozesses) bezogen auf die zu schneidende Konturform ist in der Regel Voraussetzung für eine gute Schnittqualität auch an scharfen Ecken und spitzen Winkeln.The properties of laser radiation, in particular the intensity and good focusability, have led to lasers being used in many areas of material processing today. The laser processing systems are known per se. As a rule, they have a laser processing head, possibly with a nozzle arranged coaxially with the laser beam. Laser processing systems are often used in connection with CNC controls of guiding machines for x-y cutting direction. Handling systems for three-dimensional workpieces are increasingly being used in laser beam cutting. An automatic cutting parameter assignment (laser power adapted to the respective cutting speed during the cutting process) based on the contour shape to be cut is generally a prerequisite for good cutting quality even at sharp corners and acute angles.
Das Laserstrahlschneiden ist das weltweit am häufigsten eingesetzte Laserbearbeitungsverfahren. Beispielsweise werden in Deutschland über 80 % der Laserbearbei- tungsanlagen zum Schneiden verwendet. Beim Laserstrahlschneiden wird zwischen den Varianten Laserstrahlbrennschneiden, Laserstrahlschmelzschneiden und Laser- strahlsublimierschneiden unterschieden.Laser beam cutting is the most frequently used laser processing method worldwide. For example, in Germany over 80% of laser processing systems are used for cutting. A distinction is made between laser beam flame cutting, laser beam fusion cutting and laser beam sublimation cutting.
Beim Laserstrahlschmelzschneiden wird der Werkstoff durch die Laserstrahlung im Trennfleck aufgeschmolzen. Die Schmelze wird mit einem Schneidgas aus derWith laser beam fusion cutting, the material is melted by the laser radiation in the separation spot. The melt is extracted with a cutting gas
Schnittfuge ausgetrieben. Das Laserstrahlschmelzschneiden mit Schneidgas unter Hochdruck hat sich beim Schneiden von Edelstahlen durchgesetzt, wird aber teilweise auch bei anderen Werkstoffen wie Baustählen oder Aluminium verwendet. Als Schneidgas für das Laserstrahlschmelzschneiden wird üblicherweise ein Inertgas wie insbesondere Stickstoff verwendet.Cut kerf expelled. Laser beam fusion cutting with cutting gas under high pressure has established itself in the cutting of stainless steels, but is also sometimes used for other materials such as structural steel or aluminum. As Cutting gas for laser beam fusion cutting is usually an inert gas such as nitrogen in particular.
Beim Laserstrahlbrennschneiden bringt der Laserstrahl den Werkstoff auf Zündtempe- ratur. Bei Baustahl wird das zu schneidende Material auf der Oberfläche im Bereich der Schnittfuge durch den fokussierten Laserstrahl auf eine Zündtemperatur von etwa 1050 bis 1200 °C erwärmt. Im Schneidsauerstoffstrahl verbrennt das Material in der Schnittfuge zu einer dünnflüssigen Schlacke, die durch die kinetische Energie des Schneidsauerstoffstrahls aus der Schnittfuge geblasen wird. Die exotherme Reaktion des als Schneidgas verwendeten Sauerstoffs mit dem zu schneidenden Werkzeug erzeugt einen Teil der notwendigen Energie und ermöglicht dadurch hohe Schneidgeschwindigkeiten bei verhältnismäßig geringen Laserstrahlleistungen. So werden bei unlegierten Stählen beispielweise etwa 40 % der Energie für den Schneidprozess durch die exotherme Verbrennung des Eisens zugeführt, während die restlichen 60 % der Energie durch den Laserstrahl eingebracht werden.During laser flame cutting, the laser beam brings the material to ignition temperature. In the case of structural steel, the material to be cut on the surface in the area of the kerf is heated to an ignition temperature of approximately 1050 to 1200 ° C by the focused laser beam. In the cutting oxygen jet, the material burns in the kerf to form a thin slag, which is blown out of the kerf by the kinetic energy of the cutting oxygen jet. The exothermic reaction of the oxygen used as the cutting gas with the tool to be cut generates part of the necessary energy and thereby enables high cutting speeds with relatively low laser beam powers. In the case of unalloyed steels, for example, about 40% of the energy for the cutting process is supplied by the exothermic combustion of the iron, while the remaining 60% of the energy is brought in by the laser beam.
Es ist bekannt, dass die Sauerstoffreinheit auf das Schneidergebnis einen entscheidenden Einfluss hat. So geht man davon aus, dass durch einen höheren Grad der Sauerstoffreinheit die für eine gute Schnittqualität maximal mögliche Schneidgeschwin- digkeit erhöht werden kann. Empfohlene Reinheiten für den als Schneidgas eingesetzten Sauerstoff betragen 99,95 % oder höher. Dabei ist festzuhalten, dass Helium in der Praxis nicht als Verunreinigung von Sauerstoff auftritt.It is known that oxygen purity has a decisive influence on the cutting result. It is assumed that a higher degree of oxygen purity can increase the maximum possible cutting speed for a good cutting quality. Recommended purities for the oxygen used as the cutting gas are 99.95% or higher. It should be noted that helium does not occur as a contamination of oxygen in practice.
Beim Laserstrahlbrennschneiden von Baustahl wird - wie beschrieben - das mit dem Laserstrahl erhitzte Material mit einem Sauerstoffstrahl hoher Reinheit aus der Schnittfuge getrieben. Es kommt dabei zu der beschriebenen Verbrennung des zu schneidenden Materials, um die zusätzliche Energie für den Schneidprozess zu liefern. Eine Steigerung der Laserleistung hat dabei in der Regel eine Steigerung der Schneidgeschwindigkeit zur Folge.In laser beam flame cutting of mild steel - as described - the material heated with the laser beam is driven out of the kerf with a high-purity oxygen jet. This leads to the described combustion of the material to be cut in order to supply the additional energy for the cutting process. An increase in laser power usually results in an increase in the cutting speed.
Es wurde beobachtet, dass je nach Materialstärke und Strahleigenschaften die Geschwindigkeitssteigerung durch eine Leistungssteigerung des Lasers nur in einem gewissen Bereich möglich ist. Man stellt fest, dass eine zusätzliche Erhöhung der Laserstrahlleistung keine weitere Erhöhung der Schneidgeschwindigkeit bewirkt, sondern stattdessen die Qualität des Schneidergebnisses sogar rapide abnimmt. Dies führt dazu, dass die bei vielen Laseranlagen zum Hochdruckschneiden (Laserstrahlschmelzschneiden) von beispielsweise Cr-Ni-Stählen oder Aluminium benötigten und somit anlagenseitig verfügbaren Laserstrahlleistungen nicht für das Laserstrahlbrennschneiden genutzt werden können.It was observed that depending on the material thickness and beam properties, the increase in speed is only possible in a certain range by increasing the power of the laser. It is found that an additional increase in the laser beam power does not result in a further increase in the cutting speed, but instead the quality of the cutting result even decreases rapidly. This means that the laser beam powers required by many laser systems for high pressure cutting (laser beam fusion cutting) of, for example, Cr-Ni steels or aluminum and thus available on the system side cannot be used for laser beam flame cutting.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schneidgas und ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, welche ein Laserstrahlbrennschneiden auch und gerade bei hohen Laserstrahlleistungen erlauben. Dabei wird eine hohe Schneidgeschwindigkeit angestrebt. Insbesondere soll ein qualitativ hochwertiges, prozesssicheres und reproduzierbares Laserstrahlbrennschneiden ermöglicht werden.The present invention is therefore based on the object of demonstrating a cutting gas and a method of the type mentioned at the outset, which allow laser beam flame cutting even and especially at high laser beam powers. The aim is to achieve a high cutting speed. In particular, high-quality, process-reliable and reproducible laser flame cutting should be made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schneidgas gelöst, das ein Gas- gemisch ist, welches zumindest die Bestandteile Sauerstoff und Helium enthält.This object is achieved according to the invention with a cutting gas which is a gas mixture which contains at least the constituents oxygen and helium.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch die Zumischung von Helium zum Sauerstoff im Schneidgas ein Laserstrahlbrennschneiden auch mit hohen Laserstrahlleistungen erfolgen kann. Für die oben erwähnte Begrenzung des Laserstrahlbrenn- Schneidens im Hinblick auf die einsetzbaren Laserstrahlleistungen ist möglicherweise die Überhitzung des Gasstrahles verantwortlich. Es kommt zu einer Ionisation des Gases und damit zu einer Störung des Schneidprozesses. Durch die Beimischung von kleineren Anteilen Helium zum Sauerstoff im Schneidgas wird die Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches stark erhöht. Durch die Abfuhr der thermischen Energie an das Werkstück und die gleichmäßigere Verteilung der Temperatur werden die lokalen Temperaturspitzen verhindert und der Schneidprozess stabilisiert sich auch bei höheren Laserstrahlleistungen. Helium bietet den Vorteil, dass die Wärmeleitfähigkeit vergleichsweise hoch ist, gleichzeitig aber auch der Einfluss auf die Schneidgeschwindigkeit durch die Reduzierung der Sauerstoffreinheit wegen der geringeren Dichte verhältnismäßig gering ist.Surprisingly, it has been shown that by adding helium to oxygen in the cutting gas, laser flame cutting can also be carried out with high laser beam powers. Overheating of the gas jet may be responsible for the above-mentioned limitation of laser beam cutting with regard to the laser beam powers that can be used. The gas ionizes and the cutting process is disrupted. By adding small amounts of helium to oxygen in the cutting gas, the thermal conductivity of the gas mixture is greatly increased. Due to the dissipation of the thermal energy to the workpiece and the more even distribution of the temperature, the local temperature peaks are prevented and the cutting process is stabilized even with higher laser beam powers. Helium has the advantage that the thermal conductivity is comparatively high, but at the same time the influence on the cutting speed due to the reduction in oxygen purity is relatively small due to the lower density.
Vorteilhafterweise enthält das Schneidgas weniger als 10 Vol.-% Helium.The cutting gas advantageously contains less than 10% by volume of helium.
In Ausgestaltung der Erfindung weist das Schneidgas einen Sauerstoffanteil von mindestens 90 Vol.-% auf. In Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Heliumanteil zwischen 0,01 und 9 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 8 Vol.-%, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 6 Vol.-%. Insbesondere haben sich Sauerstoff und Helium enthaltende Schneidgasge- mische bewährt, deren Heliumanteil zwischen 0,6 und 5 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 0,75 und 4 Vol.-% liegt. Insbesondere kann der Heliumanteil zwischen 1 und 3 Vol.-% liegen.In an embodiment of the invention, the cutting gas has an oxygen content of at least 90% by volume. In an embodiment of the invention, the helium content is between 0.01 and 9% by volume, preferably between 0.1 and 8% by volume, particularly preferably between 0.5 and 6% by volume. Cutting gas mixtures containing oxygen and helium have proven particularly useful, the helium content of which is between 0.6 and 5% by volume, preferably between 0.75 and 4% by volume. In particular, the helium content can be between 1 and 3% by volume.
Eine Heliumbeimengung von 1 Vol.-% im Schneidgas bewirkt bei gleicher Laserstrahl- leistung in etwa eine Reduktion der Schneidgeschwindigkeit von ungefähr 4 %. Gleichzeitig ist aber festzustellen, dass plötzlich auch bei hohen Laserstrahlleistungen die typischen Erscheinungsbilder der Überhitzung nicht mehr auftreten. Das bedeutet, dass vor allem bei dünneren Materialien plötzlich die doppelte oder sogar die dreifache Laserstrahlleϊstung eingesetzt werden kann. Dies wiederum gestattet eine entspre- chende Steigerung der möglichen Schneidgeschwindigkeit bei guter Schnittqualität. Die Reduktion der Sauerstoffreinheit wird durch eine Steigerung der Laserleistung überkompensiert.A helium admixture of 1% by volume in the cutting gas results in approximately a 4% reduction in the cutting speed with the same laser beam power. At the same time, however, it should be noted that, even at high laser beam powers, the typical symptoms of overheating no longer occur. This means that double or even triple the laser beam power can suddenly be used, especially with thinner materials. This in turn permits a corresponding increase in the possible cutting speed with a good cutting quality. The reduction in oxygen purity is more than compensated for by an increase in laser power.
Die Erfindung basiert auf der bewussten Inkaufnahme eines an sich bekanntermaßen die Qualität verschlechternden Parameters, nämlich eines verringerten Sauerstoffanteils im Schneidgas, was allerdings erst die Ausnutzung hoher Laserleistungen ermöglicht. Auf diese Weise kann eine große Einschränkung des Laserstrahlbrennschneidens mit der Erfindung aufgehoben werden. Die Grenze des qualitativ hochwertigen Laserstrahlbrennschneidens kann sogar zu höheren Schneidgeschwindig- keiten hin verschoben werden.The invention is based on the deliberate acceptance of a parameter which is known to deteriorate the quality, namely a reduced oxygen content in the cutting gas, which, however, only makes it possible to utilize high laser powers. In this way, a large limitation of laser beam cutting can be removed with the invention. The limit of high quality laser beam cutting can even be shifted towards higher cutting speeds.
Der Einsatz neuer Anlagentechnologien mit Linear-Antrieben in Laserschneidanlagen ermöglicht höhere Bahngeschwindigkeiten. Um diese Möglichkeiten der neueren Anlagen voll ausnutzen zu können, muss der eigentliche Laserstrahlbrennschneid- prozess schneller werden. Dies wird mit der vorliegenden Erfindung ermöglicht.The use of new system technologies with linear drives in laser cutting systems enables higher web speeds. In order to be able to take full advantage of the possibilities offered by the newer systems, the actual laser beam cutting process must be faster. This is made possible with the present invention.
Vorteilhafterweise enthält das Schneidgas zu mindestens 92 Vol.-%, vorzugsweise zumindest 95 Vol.-%, besonders bevorzugt zumindest 97 Vol.-% Sauerstoff. Grundsätzlich können Schneidgasgemische nach der Erfindung zum Sauerstoff weitere ∑ugemischte Komponenten neben Helium enthalten. Aufgrund der oben beschriebenen Eigenschaften von Sauerstoff und Helium werden jedoch als Schneidgasgemische binäre Gemische aus Sauerstoff und Helium bevorzugt.Advantageously, the cutting gas contains at least 92% by volume, preferably at least 95% by volume, particularly preferably at least 97% by volume, of oxygen. In principle, cutting gas mixtures according to the invention can contain further oxygen-mixed components in addition to helium. Due to the properties of oxygen and helium described above, binary mixtures of oxygen and helium are preferred as cutting gas mixtures.
Mit Vorteil kann ein Hochleistungslaser zur Strahlerzeugung verwendet werden. Grundsätzlich können hier alle geeigneten Laserarten zum Einsatz kommen. Insbesondere eignen sich Nd:YAG-Laser oder vor allem CO2-Laser. Vorteilhafterweise wird bei Laserleistungen über 1 kW, insbesondere über 1 ,2 kW, bevorzugt über 1 ,5 kW, beson- ders bevorzugt über 2 kW geschnitten. Qualitativ hochwertige Schnitte können auch bei Laserleistungen über 2,5 kW, ja sogar über 3 kW erzeugt werden.A high-power laser can advantageously be used for beam generation. In principle, all suitable types of laser can be used here. Nd: YAG lasers or, above all, CO 2 lasers are particularly suitable. In the case of laser powers of more than 1 kW, in particular more than 1.2 kW, preferably more than 1.5 kW, particularly preferably more than 2 kW, cutting is advantageous. High-quality cuts can also be produced with laser powers over 2.5 kW, even over 3 kW.
Beim erfindungsgemäßen Laserstrahlbrennschneiden werden insbesondere Schneidgasdrücke über 0,05 MPa, vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,5 MPa, besonders bevor- zugt zwischen 0,2 und 2,0 MPa eingehalten. Insbesondere bei größeren Materialstärken sind mit der Erfindung erhöhte Schneidgasdrücke möglich. Qualitativ hochwertige Schnitte sind auch über 0,5 MPa, sogar über 0,7 MPa möglich. Die Schneidgasdrücke beziehen sich dabei auf Drücke an der Düse.In the laser beam flame cutting according to the invention, in particular cutting gas pressures above 0.05 MPa, preferably between 0.1 and 2.5 MPa, particularly preferably between 0.2 and 2.0 MPa, are maintained. Increased cutting gas pressures are possible with the invention, in particular with larger material thicknesses. High quality cuts are also possible above 0.5 MPa, even above 0.7 MPa. The cutting gas pressures refer to pressures at the nozzle.
Die Erfindung erlaubt ein qualitativ hochwertiges und reproduzierbares Schneiden insbesondere von unlegierten und niedriglegierten Stählen, vor allem von Baustählen. Das Laserstrahlbrennschneiden nach der Erfindung hat sich als prozesssicher gezeigt. The invention allows high-quality and reproducible cutting, in particular of unalloyed and low-alloy steels, especially of structural steels. Laser flame cutting according to the invention has proven to be reliable.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schneidgas zum Laserstrahlbrennschneiden, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgas ein Gasgemisch ist, welches zumindest Sauerstoff und Helium enthält.1. Cutting gas for laser flame cutting, characterized in that the cutting gas is a gas mixture which contains at least oxygen and helium.
2. Schneidgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgas weniger als 10 Vol.-% Helium enthält.2. Cutting gas according to claim 1, characterized in that the cutting gas contains less than 10 vol .-% helium.
3. Schneidgas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgas zumindest 90 Vol.-% Sauerstoff enthält.3. Cutting gas according to claim 1 or 2, characterized in that the cutting gas contains at least 90 vol .-% oxygen.
4. Schneidgas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heliumanteil im Schneidgas zwischen 0,01 und 9 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 8 Vol.-%, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 6 Vol.-%, beträgt.4. Cutting gas according to one of claims 1 to 3, characterized in that the helium content in the cutting gas between 0.01 and 9 vol .-%, preferably between 0.1 and 8 vol .-%, particularly preferably between 0.5 and 6 Vol .-%.
5. Schneidgas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heliumanteil zwischen 0,6 und 5 Vol.-%, vorzugsweise zwischen 0,75 und 4 Vol.-%, beträgt.5. Cutting gas according to claim 4, characterized in that the helium content is between 0.6 and 5% by volume, preferably between 0.75 and 4% by volume.
6. Schneidgas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgas zumindest 92 Vol.-%, vorzugsweise zumindest 95 Vol.-%, besonders bevorzugt zumindest 97 Vol.-%, Sauerstoff enthält.6. Cutting gas according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cutting gas contains at least 92% by volume, preferably at least 95% by volume, particularly preferably at least 97% by volume, of oxygen.
7. Schneidgas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgas aus einem binären Gemisch aus Sauerstoff und Helium besteht.7. Cutting gas according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cutting gas consists of a binary mixture of oxygen and helium.
8. Verfahren zum Laserstrahlbrennschneiden von Werkstoffen aus unlegierten oder niedriglegierten Stählen, insbesondere aus Baustählen, wobei ein fokussierter Laserstrahl auf die zu bearbeitende Werkstückoberfläche geführt wird und ein Schneidgasstrom über mindestens eine Düse gegen die Werkstückoberfläche geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schneidgas nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingesetzt wird.8. Process for laser flame cutting of materials from unalloyed or low-alloy steels, in particular from structural steels, a focused laser beam being guided onto the workpiece surface to be machined and a cutting gas stream being directed against the workpiece surface via at least one nozzle, characterized in that a cutting gas according to one of the Claims 1 to 7 is used.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hochleistungslaser verwendet wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that a high-power laser is used.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Laserleistungen über 1 kW, insbesondere über 1 ,2 kW, bevorzugt über 1 ,5 kW, besonders bevorzugt über 2 kW, eingesetzt werden.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that laser powers over 1 kW, in particular over 1, 2 kW, preferably over 1, 5 kW, particularly preferably over 2 kW, are used.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Schneidgasdruck über 0,05 MPa, vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,5 MPa, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 2,0 MPa geschnitten wird.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that at a cutting gas pressure above 0.05 MPa, preferably between 0.1 and 2.5 MPa, particularly preferably between 0.2 and 2.0 MPa.
12. Verwendung eines Schneidgases nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Laser- Strahlbrennschneiden von Werkstoffen aus unlegierten oder niedriglegierten12. Use of a cutting gas according to one of claims 1 to 7 for laser beam flame cutting of materials from unalloyed or low-alloyed
Stählen, insbesondere zum Laserstrahlbrennschneiden von Baustählen. Steels, in particular for laser flame cutting of structural steels.
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