Gasmischer für die Lasertechnologie

In der industriellen Metallbearbeitung kommt als thermisches Verfahren häufig Lasertechnik zum Einsatz.
Laser steht für ‘Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation’.
Laser können diverse Materialien in verschiedenen Stärken genau und sauber schneiden oder auch schweißen. Gase spielen bei der Verwendung von Laserverfahren eine wichtige Rolle: Als Hilfsstoffe werden sie an unterschiedlichen Stellen des Prozesses benötigt. Da meist Gasgemische eingesetzt werden, kommen in der Regel Gasmischer in Verbindung mit Laserschneidanlagen und Laserschweißanlagen zum Einsatz. Die Qualität der Gasmischer bzw. Gasgemische hat zentrale Bedeutung für das Laserschneiden und Laserschweißen.

Mehr über Gasmischer in der Lasertechnologie

Betriebsgase und Arbeitsgase beim Laserschneiden und Laserschweißen

Grundsätzlich kann man Gase in der Lasertechnologie nach Betriebsgasen (Resonatorgasen) und Arbeitsgasen (Prozessgasen) unterscheiden: Handelt es sich um einen CO2 Laser, wird Gas zum Betrieb des Lasers benötigt. Dieses Lasergas oder Resonatorgas muss in der Resonatorkammer des Lasers zur Verfügung gestellt werden. Die Arbeitsgase wiederum dienen als Schneidgas oder bilden eine Schutzatmosphäre beim Laserprozess.

Sowohl für Betriebsgase als auch für Arbeitsgase kommen häufig Gasgemische zum Einsatz. In den vielen Fällen werden diese Gasgemische durch Gasmischer erzeugt. Die Qualität der Gasgemische, die Reinheit und Gemischkonstanz haben sowohl beim Resonatorgas als auch bei den Schneidgasen und Schutzatmosphären direkten Einfluss auf die Prozessqualität. Bereits kleine Abweichungen im Gasgemisch können den Laserprozess negativ beeinflussen und Betriebsstörungen verursachen. Hochwertige Gasmischer von WITT liefern die benötigten hohen Gasgemischqualitäten für Laserschneidanlagen und Laserschweißanwendungen.

Typische Gase in Zusammenhang mit Lasern sind Argon (Ar), Sauerstoff (O2), Kohlendioxid (CO2), Stickstoff (N2) oder Wasserstoff (H2). Gängige Gasgemische sind beispielsweise Argon und Helium, Argon und Sauerstoff oder Argon und Wasserstoff.

Gasmischer zur Herstellung der Lasergases

Einer der am häufigsten verwendeten Laserarten bei Laserschneidmaschinen in der Metallbearbeitung ist der CO2 Laser. Bei der Herstellung des dafür erforderlichen Gasgemisches werden CO2, Stickstoff und Helium gemischt. In der Resonatorkammer der Laserquelle wird durch Einwirkung elektrischer Energie und der Gasentladung des CO2 ein besonderer Lichtstrahl (Lichtbogen) erzeugt. Stickstoff unterstützt die Energieübertragung, und das zugesetzte Helium verbessert die Wärmeabfuhr. Hierbei ist nicht nur die exakte Zusammensetzung, sondern auch eine hohe Reinheit der Gase erforderlich.
Die bewährten WITT-Gasmischer werden hier dem Laser vorgeschaltet.

Laserschneiden und Schneidgase

Das Laserschneiden bietet einige Vorteile im Vergleich mit anderen thermischen Schneidverfahren:

• hohe Präzision
• hohe Schneidgeschwindigkeiten
• geringe Wärmeeinbringung
• geringer Bauteilverzug.

Es gibt Laserschneidanlagen für drei Arten von Laserschneiden: Brennschneiden, Schmelzschneiden und Sublimierschneiden. Beim Brennschneiden wird in der Regel mit reinem Sauerstoff geschnitten. Ist Brennschneiden nicht geeignet, wird häufig mit Stickstoff geschnitten. Alternativ kommt auch Argon zum Einsatz. In der Praxis werden statt Einzelgasen häufig Gasgemische eingesetzt. Je nach Materialart und ‑stärke werden unterschiedliche Gemische benötigt, was den Einsatz von flexiblen Gasmischern besonders vorteilhaft macht.

Gasmischer zur Herstellung von Schutzgas für den Laserprozesses

Um einen qualitativ hochwertigen Laserschneideprozess zu gewährleisten, ist ein gutes Schutzgasgemisch notwendig. Es schützt das durch den Laser geschnittene Material vor negativen Einflüssen aus der Umgebungsluft, verhindert zum Beispiel Korrosion oder Überhitzung und sichert so einen sauberen Schnitt.

Um entstehende Emissionen und Rückstände wie Schlacke oder Schmelze aus dem Schnittspalt zu spülen, wird die Laseroptik über ein Düsensystem mit dem Gasgemisch versorgt. Dieses bläst das im Laserschneidprozess abgetragene bzw. geschmolzene Material weg.

Meist werden Stickstoff und Sauerstoff für das Schutzgasgemisch verwendet. Der Stickstoff hat in diesem Fall die Funktion, die Umgebung des Laserstrahles abzukühlen, und Sauerstoff fördert die Stabilität des Lichtbogens. Bestandteile des Schutzgases können aber auch Argon oder Helium sein.
WITT-Gasmischer stellen dieses erforderliche Schutzgas zuverlässig her und sind seit vielen Jahren in diesem Sektor im Einsatz.

Laserschweißen und Schweißschutzgase

Laserschweißen bietet zahlreiche positive Eigenschaften:

• stark konzentrierte Wärmeeinbringung
• hohe Schweißgeschwindigkeit
• schmale Wärmeeinflusszone
• geringer Verzug des Bauteils.

Genau wie bei Laserschneidmaschinen hat auch beim Laserschweißen das Schutzgas mehrere Funktionen:

• Schutz des Werkstoffs vor Oxidation
• kontinuierliche Entfernung der Plasmawolke über dem Werkstück.

Basis der gängigsten Schutzgasgemische ist meist Argon. Durch Zugabe von unterschiedlichen Anteilen an CO2, Sauerstoff, Helium, Stickstoff oder Wasserstoff kann der Schweißprozess beeinflusst werden.
Gasmischer von WITT liefern zuverlässig die benötigten Gasgemische in höchster Qualität.

Gasmischer von WITT sind für jeden Leistungsbereich der Lasertechnik erhältlich

Je nach Anforderung des Prozesses stehen verschiedene Gasmischer für zwei oder mehr Gase zur Verfügung. Werden zum Beispiel Laserschneidanlagen oder Laserschweißgeräte im Dauerbetrieb und für eine hohe Materialstärke eingesetzt, bieten sich Gasmischer mit einer hohen Durchflussleistung und einer hohen Mischgasentnahmemenge an. WITT bietet hier kundenspezifische Lösungen, die auf die speziellen Anwendungen zugeschnitten sind.