Při řezání vláknovým laserem hrají kyslík a dusík klíčovou roli jako asistenční plyny, které ovlivňují kvalitu řezu, rychlost a výsledné vlastnosti materiálu.
Kyslík (O₂)
- Používá se především při řezání uhlíkové oceli.
- Podporuje exotermickou reakci (oxidaci), která zvyšuje teplotu řezu a umožňuje vyšší rychlost řezání.
- Zanechává na řezných hranách oxidovou vrstvu, což může být nevýhodné pro následné svařování nebo lakování.
Dusík (N₂)
- Používá se hlavně při řezání nerezové oceli, hliníku a dalších neželezných kovů.
- Funguje jako ochranný plyn, který zabraňuje oxidaci a zajišťuje čistý a hladký řez bez okují.
- Vyžaduje vyšší tlak než kyslík, což může ovlivnit spotřebu plynu a provozní náklady.
Stlačený vzduch:
- Nízké provozní náklady – vzduch je zdarma, platí se pouze za kompresor a údržbu.
- Univerzální použití – vhodný pro řezání uhlíkové oceli, nerezu, hliníku a pozinku.
- Dobrý poměr cena/výkon – vhodný pro dílny, kde se řežou různé materiály.
Výběr plynu závisí na druhu materiálu, požadované kvalitě řezu a dalším zpracování řezaného dílu.
Řezání vláknovým laserem s pomocí kyslíku
Řezání kyslíkem je běžně používaná metoda při práci s uhlíkovou (konstrukční) ocelí, kde kyslík slouží nejen jako asistenční plyn, ale také jako reaktivní složka podporující spalovací (oxidační) proces. Tento proces zvyšuje teplotu řezu a umožňuje rychlé a efektivní zpracování materiálu.
Princip řezání s kyslíkem
Kyslík se přivádí do řezné štěrbiny pod tlakem a při kontaktu s roztaveným kovem dochází k exotermické reakci – oxidaci. Ta generuje dodatečné teplo, což napomáhá efektivnímu odpařování a vynášení materiálu z řezu.
Klíčové vlastnosti řezání s kyslíkem:
Podporuje oxidaci – zrychluje řez a snižuje potřebný výkon laseru.
Vysoká řezná rychlost u silnějších plechů – zejména u uhlíkové oceli.
Ekonomická varianta pro ocel – díky menší spotřebě laserového výkonu.
Nastavení tlaku kyslíku
Nastavení tlaku kyslíku závisí na tloušťce a typu materiálu:
| Tloušťka materiálu (mm) | Tlak kyslíku (bar) |
|---|---|
| 1 – 3 mm | 0,5 – 1,5 bar |
| 4 – 6 mm | 1,5 – 3 bar |
| 8 – 12 mm | 3 – 6 bar |
| 15 mm a více | 6 – 10 bar |
Při nižším tlaku bývá řez hladší, ale pomalejší. Vyšší tlak pomáhá efektivněji odstraňovat oxidy a zbytky taveniny.
Výhody a nevýhody řezání s kyslíkem
Výhody:
Vyšší řezná rychlost u silnějších materiálů díky exotermické reakci.
Nižší spotřeba laserového výkonu oproti dusíkovému řezání.
Efektivní pro uhlíkové oceli – levnější alternativa k dusíku.
Nevýhody:
Oxidová vrstva na řezu – může být nutné ji odstranit pro další procesy, jako je svařování nebo lakování.
Nižší kvalita řezné hrany – hrany bývají mírně zabarvené a mohou vyžadovat dodatečnou úpravu.
Nižší řezná rychlost u tenčích materiálů – dusík zde může být efektivnější.
Co potřebuje mít zákazník připraveno?
Pokud chce zákazník využívat řezání laserem s kyslíkem, měl by mít připraveno:
Zdroj kyslíku – buď tlakové láhve (např. 200 bar), nebo zásobník s odpařovací stanicí.
Stabilní přívod plynu – dostatečný tlak a průtok pro požadovanou tloušťku materiálu.
Čistý stlačený vzduch – k odstranění zbytků taveniny.
Odsávání a filtrace – oxidace vytváří nečistoty a dým, které je třeba efektivně odvádět.
Správný typ trysky – volba trysky ovlivňuje kvalitu řezu a spotřebu plynu.
Pokud se řezané díly budou svařovat nebo lakovat, je nutné počítat s odstraněním oxidové vrstvy pomocí mechanického nebo chemického čištění.
Řezání vláknovým laserem s kyslíkem je efektivní metoda pro zpracování uhlíkové oceli, zejména u silnějších plechů. Zákazník by měl mít připraven kvalitní přívod kyslíku, odpovídající vybavení a počítat s případným dodatečným opracováním řezných hran.
Řezání vláknovým laserem s pomocí dusíku
Řezání dusíkem je běžná technologie používaná pro řezání nerezové oceli, hliníku a dalších neželezných kovů. Dusík zde funguje jako inertní plyn, který zabraňuje oxidaci a zajišťuje vysoce kvalitní a čistý řez. Tento proces se využívá všude tam, kde je kladen důraz na přesnost a estetickou kvalitu řezu.
Princip řezání s dusíkem
Na rozdíl od kyslíku dusík nepodporuje hoření ani oxidační reakci. Při řezání laserem proud dusíku pod vysokým tlakem vyfukuje roztavený materiál z řezu, přičemž zabraňuje vzniku oxidové vrstvy a zabarvení řezných hran.
Klíčové vlastnosti řezání s dusíkem:
Čistý a hladký řez – bez okují a oxidace.
Vysoký tlak plynu – nutný k efektivnímu odstranění taveniny.
Ideální pro materiály citlivé na oxidaci – nerezová ocel, hliník, mosaz, titan.
Nastavení tlaku dusíku
Při řezání dusíkem je nezbytné použít vyšší tlak plynu než při řezání kyslíkem.
| Tloušťka materiálu (mm) | Tlak dusíku (bar) |
|---|---|
| 1 – 3 mm | 8 – 12 bar |
| 4 – 6 mm | 12 – 16 bar |
| 8 – 12 mm | 16 – 20 bar |
| 15 mm a více | 20 – 25 bar |
Vyšší tlak dusíku umožňuje rychlé a efektivní vyfouknutí roztaveného kovu z řezu a minimalizuje vznik nežádoucích okují.
Výhody a nevýhody řezání s dusíkem
Výhody:
Vysoká kvalita řezu – žádná oxidace, čisté hrany bez okují.
Ideální pro nerez a neželezné kovy – nevzniká oxidová vrstva, což zlepšuje svařitelnost a lakovatelnost.
Možnost použití na tenké i silné materiály – díky vysokému tlaku dusíku.
Nevýhody:
Vyšší spotřeba plynu – kvůli nutnosti použití vysokého tlaku.
Vyšší provozní náklady – dusík je dražší než kyslík.
Nižší řezná rychlost u silnějších plechů – zejména oproti kyslíku při řezání uhlíkové oceli.
Co potřebuje mít zákazník připraveno?
Aby mohl zákazník efektivně využívat řezání dusíkem, musí zajistit:
Dostatečný zdroj dusíku – nejčastěji kapalný dusík ve velkých zásobnících nebo generátor dusíku.
Vysokotlaký rozvod plynu – tlak musí odpovídat požadavkům na řezání.
Správně nastavené parametry řezání – vysoký tlak, vhodná tryska a odpovídající laserový výkon.
Kvalitní odsávání a filtrace – odstranění zplodin a zbytků materiálu.
Řezané díly není nutné dodatečně čistit od oxidace, což je velká výhoda při jejich dalším zpracování, jako je svařování nebo lakování.
Řezání vláknovým laserem s dusíkem je ideální volbou pro materiály, kde je kladen důraz na kvalitu, čistotu a estetiku řezu. Vyžaduje sice vyšší tlak plynu a může být dražší než řezání kyslíkem, ale přináší výhody v podobě bezchybných hran bez oxidace a nutnosti dodatečné úpravy.
Řezání vláknovým laserem s pomocí stlačeného vzduchu
Stlačený vzduch je stále populárnější alternativou k dusíku a kyslíku při řezání vláknovým laserem. Díky své široké dostupnosti a nízkým provozním nákladům se využívá zejména při řezání tenčích plechů z uhlíkové i nerezové oceli, hliníku nebo pozinkovaných materiálů.
Princip řezání se stlačeným vzduchem
Vzduch obsahuje přibližně 78 % dusíku a 21 % kyslíku, což znamená, že v určité míře kombinuje vlastnosti obou těchto plynů.
- Dusík ve vzduchu působí jako ochranný plyn a zabraňuje rozsáhlé oxidaci.
- Kyslík ve vzduchu může mírně podporovat spalování, což zlepšuje rychlost řezání, ale zároveň může způsobit lehké zabarvení řezu.
Tato kombinace dělá stlačený vzduch univerzálním plynem, vhodným pro různé aplikace.
Nastavení tlaku stlačeného vzduchu
Při řezání stlačeným vzduchem se používají vyšší tlaky, podobně jako u dusíku.
| Tloušťka materiálu (mm) | Tlak vzduchu (bar) |
|---|---|
| 1 – 3 mm | 6 – 10 bar |
| 4 – 6 mm | 10 – 12 bar |
| 8 – 12 mm | 12 – 15 bar |
| 15 mm a více | 15 – 20 bar |
Vyšší tlak je nutný pro efektivní odstranění taveniny z řezu a minimalizaci oxidace.
Výhody a nevýhody řezání se stlačeným vzduchem
Výhody:
Nízké provozní náklady – vzduch je zdarma, platí se pouze za kompresor a údržbu.
Univerzální použití – vhodný pro řezání uhlíkové oceli, nerezu, hliníku a pozinku.
Dobrý poměr cena/výkon – vhodný pro dílny, kde se řežou různé materiály.
Nevýhody:
Nižší kvalita řezu než u dusíku – může dojít k lehké oxidaci hran.
Požadavek na kvalitní kompresor – potřebný vysoký tlak a sušení vzduchu.
Mírné zabarvení řezu – kyslík ve vzduchu může způsobit na nerezových a hliníkových dílech mírné žloutnutí.
Co potřebuje mít zákazník připraveno?
Pro efektivní řezání stlačeným vzduchem je nutné zajistit:
Výkonný kompresor – musí být schopný dodávat vzduch s tlakem alespoň 12–15 bar.
Filtrace a sušení vzduchu – odstranění oleje, vody a nečistot pro dosažení kvalitního řezu.
Správné nastavení řezných parametrů – tlak vzduchu, rychlost řezu, výška trysky.
Kvalitní odsávání – při řezání vzduchem může vznikat více nečistot než u dusíku.
Nedostatečně vysušený vzduch může způsobovat nestabilní řez a zhoršenou kvalitu hran, proto je důležité používat sušičku vzduchu a kvalitní filtry.
Řezání vláknovým laserem se stlačeným vzduchem je cenově výhodná alternativa k dusíku a kyslíku. Nabízí solidní kvalitu řezu při nízkých nákladech, což ho činí ideální volbou pro firmy, které hledají kompromis mezi kvalitou a efektivitou. Je však nutné zajistit odpovídající kompresor, sušení vzduchu a filtrace, aby byl dosažen optimální výsledek.
Řezání vláknovým laserem s pomocí směsi kyslíku a dusíku
Kombinace kyslíku a dusíku jako asistenčních plynů při řezání vláknovým laserem je méně běžná než použití čistého kyslíku, dusíku nebo stlačeného vzduchu, ale v určitých aplikacích může přinést zajímavé výhody. Tato směs se používá zejména pro optimalizaci rychlosti řezání a kvality hran při zpracování uhlíkové oceli nebo některých slitin.
Princip řezání směsí kyslíku a dusíku
Směs kyslíku a dusíku umožňuje částečnou oxidaci materiálu (díky přítomnosti kyslíku), ale zároveň omezuje nadměrnou tvorbu okují a oxidové vrstvy (díky přítomnosti dusíku).
Kyslík ve směsi zvyšuje řeznou rychlost a podporuje spalovací proces.
Dusík ve směsi snižuje nežádoucí oxidaci a zajišťuje čistší povrch řezu.
Optimální poměr kyslíku a dusíku se může lišit v závislosti na požadované kvalitě řezu a typu materiálu.
Nastavení tlaku směsi kyslíku a dusíku
Přesné hodnoty tlaku se liší podle materiálu a složení směsi, ale orientační hodnoty mohou být následující:
| Tloušťka materiálu (mm) | Tlak směsi (bar) | Poměr O₂/N₂ |
|---|---|---|
| 1 – 3 mm | 2 – 5 bar | 20 % O₂ / 80 % N₂ |
| 4 – 6 mm | 5 – 8 bar | 30 % O₂ / 70 % N₂ |
| 8 – 12 mm | 8 – 12 bar | 40 % O₂ / 60 % N₂ |
| 15 mm a více | 12 – 15 bar | 50 % O₂ / 50 % N₂ |
Vyšší obsah kyslíku znamená vyšší řeznou rychlost, ale zároveň větší riziko oxidace.
Výhody a nevýhody řezání směsí kyslíku a dusíku
Výhody:
Vyšší řezná rychlost než u čistého dusíku – kyslík podporuje spalovací reakci.
Čistší řez než u čistého kyslíku – dusík omezuje tvorbu okují.
Flexibilní nastavení kvality řezu – možnost přizpůsobit poměr plynů podle požadavků na řez.
Nevýhody:
Složitější nastavení – nutnost experimentovat s poměrem plynů a tlakem.
Vyšší náklady než u jednotlivých plynů – směs musí být přesně řízena a skladována.
Potřeba speciálního směšovacího zařízení – nutnost investice do směšovací technologie.
Co potřebuje mít zákazník připraveno?
Aby mohl zákazník efektivně používat směs kyslíku a dusíku, musí zajistit:
Zdroj kyslíku a dusíku – obvykle v samostatných lahvích nebo zásobnících, ideálně min. 20 barů.
Směšovací jednotku – pro přesné řízení poměru plynů.
Vysokotlaký rozvod plynu – schopný dodávat požadované tlaky.
Kvalitní filtraci a sušení – aby byly plyny čisté a bez nečistot.
Tato metoda je vhodná zejména pro výrobce, kteří hledají kompromis mezi rychlostí řezání a kvalitou řezných hran, zejména u uhlíkové oceli.
Řezání směsí kyslíku a dusíku je méně běžnou, ale zajímavou alternativou, která kombinuje výhody obou plynů. Nabízí vyšší řeznou rychlost než dusík a čistší řezy než kyslík, avšak vyžaduje sofistikovanější technologii a přesné nastavení poměru plynů. Je tedy vhodná zejména pro specifické průmyslové aplikace, kde se klade důraz na optimalizaci kvality a rychlosti řezu.