Vliv tlaku pomocného plynu na kvalitu řezání

Při použití laserových řezacích strojů je obecně pro řezání materiálu zapotřebí pomocný plyn. Problém se týká především typu a tlaku pomocného plynu. Obecně platí, že pomocný plyn může nejen napomáhat kvalitě řezání, ale pomocný plyn je vyvrhován souosě s laserovým paprskem, aby chránil čočku před znečištěním a odfoukl strusku na dně řezné oblasti. U nekovových materiálů a některých kovových materiálů se ke zpracování roztavených a odpařených materiálů používá stlačený vzduch nebo inertní plyn, který zároveň potlačuje nadměrné hoření v oblasti řezu, takže proces řezání může plynule pokračovat.

Podobně jako hliník a měď, deska s relativně vysokou odrazivostí, se pomocný plyn po ozáření vysokoenergetickým laserem rychle rozpadne na plazmu. Absorbovanou světelnou energii přenese na obrobek. Oblast řezu se rychle zahřeje na dostatečně vysokou teplotu. Použití pomocného plynu v celém procesu řezání je výhodné pro zlepšení míry absorpce kovového materiálu laserem. Pro řezání železných kovů se jako pomocný plyn používá kyslík. Díky reakci železa s kyslíkem v oblasti řezu se dodává velké množství tepla, které urychluje proces řezání, a tím se zlepšuje řezný výkon a kvalita. Při většině řezání kovů laserem se používá aktivní plyn (pokud je to O2), který tvoří oxidační exotermickou reakci s horkým kovem. Toto dodatečné teplo může zvýšit rychlost řezání o 1/3 až 1/2.

Za předpokladu zajištění pomocného plynu je tlak plynu mimořádně důležitým faktorem. Při řezání tenkých materiálů vysokou rychlostí je nutný vyšší tlak plynu, aby se zabránilo ulpívání strusky na zadní straně řezu (horké ulpívání na obrobku také poškozuje řeznou hranu). Když se tloušťka materiálu zvětšuje nebo je řezná rychlost nízká, je třeba tlak plynu přiměřeně snížit. Aby nedocházelo k namrzání plastové řezné hrany, je lepší řezat při nižším tlaku plynu.

Praxe laserového řezání ukazuje, že pokud je pomocným plynem kyslík, má jeho čistota významný vliv na kvalitu řezání. Snížení čistoty kyslíku o 2% sníží rychlost řezání o 50% a povede ke znatelně horší kvalitě řezu.

Kromě toho kvalitu řezání laserového řezacího stroje ovlivňuje také čistota a tlak pomocného plynu. Čím vyšší je tlak, tím vyšší je čistota plynu, tím méně se na něm drží nečistoty a tím hladší je řez. Různé typy plynu mají různou rychlost řezání a různé účinky. Obecně lze říci, že rychlost řezání kyslíkem je nejrychlejší, řezný účinek dusíku je nejlepší a náklady na řezání vzduchem jsou nejnižší. Někteří zákazníci v zájmu úspory nákladů používají jako pomocný plyn přímo vzduch. Důsledkem je, že ochranná čočka je snadno znečištěna vzduchem a náklady na údržbu jsou vyšší.