Laser snijden, zeer functioneel

Wanneer ijzer of staal wordt verhit tot boven 850 graden Celsius, zal het verbranden als het in contact komt met zuurstof. Als de zuurstof alleen uit de omgeving komt, vindt de verbranding uitsluitend plaats aan het oppervlak van het metaal. Maar als we een straal zuivere zuurstof op het hete metaal richten, zal het door een smal gebied branden, dat het snijgebied wordt genoemd.

Deze bewerking is gebaseerd op de uiterst sterke exothermische reactie van oxiderende ijzer in aanwezigheid van zuurstof. De stroom van zuurstof en verbrandingsgassen verdringt het gesmolten oxide en het brandende metaal op zijn weg, waardoor de smalle snede ontstaat.

Laser snijden is een van de meest gebruikte industriële processen vanwege de lage kosten en de eenvoudige apparatuur vereisten. Hij is draagbaar en geschikt voor werkzaamheden op het terrein, zeer doeltreffend voor handmatige en gemechaniseerde bewerkingen. Het wordt hoofdzakelijk gebruikt voor het snijden van plaatstaal, laaggelegeerde staven van koolstofstaal en andere ijzerhoudende materialen.

Alleen als de ontbrandingstemperatuur van de materialen onder hun smeltpunt ligt, kunnen zij met een toorts worden gesneden. Anders zou het materiaal smelten vóór de oxidatie, waardoor het onmogelijk zou worden een zuivere snijkant te krijgen.

Procesbeschrijving
Wanneer de vereiste temperatuur is bereikt, wordt de snijzuurstof geactiveerd en wordt de stroom van zuivere zuurstof tegen het hete metaal gericht. Dit ontsteekt het ijzer of staal en het snijden begint.

Er moet een juist evenwicht worden bereikt tussen de bewegingssnelheid, de grootte van de zuurstof straal en de intensiteit van de vlam om een continue werking te bereiken. De brandstoftoevoer wordt geregeld door een klep op de toorts en de toevoer van voorverwarmde zuurstof wordt geregeld door de klep, die zich aan de zijkant van het snijhulpstuk bevindt.

Kenmerken van de snijbloem
Snijbloemen hebben heel andere eigenschappen dan gasvlammen; bij laser snijden gaat het er niet om de reducerende eigenschappen te zoeken zoals bij lassen.

De vlam speelt hier een dubbele rol: zij brengt het te snijden gebied op een bepaalde temperatuur om de oxidatie van het ijzer op gang te brengen, en helpt vervolgens bij de regelmatigheid van de oxidatie met de zuurstof ring tijdens het snijden.

Alle snijbloemen hebben dus één middel gemeen, de snijzuurstof, en de eigenschappen van de gasvlam zullen afhangen van de verwarmings vlammen.

De snijbrander
Deze snij uitrusting bestaat uit een gewone toorts waarmee het staalstuk tot de ideale snij temperatuur (1200 tot 1300°C) kan worden verhit en een apparaat dat de zuurstof levert die nodig is voor de oxidatie van het ijzer. Het ontwerp van de toorts en het mondstuk zal afhangen van het specifieke type snede dat moet worden gebruikt.

Het gas
De keuze van het brander gas heeft een aanzienlijke invloed op de tijd die nodig is om het snijden te starten, en is vooral van belang als het snijproces wordt ingeleid met doorboren. Acetyleen heeft door de hoge vlamtemperatuur het voordeel dat het sneller voorverwarmt dan propaan en aardgas.

Brandsnijden werkt niet met aluminium omdat aluminiumoxide smelt bij een hogere temperatuur, anderzijds werkt het niet met roestvrij staal omdat het niet roest.

De Zuurstof
Om in het laser snijproces te kunnen plaatsvinden, moet de zuiverheid van de zuurstofstroom 99,5% of beter zijn. Een verlies aan zuiverheid van 1% zou een verlies aan snijsnelheid van ongeveer 25% betekenen.

Spuitkop keuze
Er zijn verschillende verwisselbare mondstukken voor snijbranders, waardoor variaties in gasdruk mogelijk zijn, die moeten worden gekozen naar gelang van de dikte van het te snijden materiaal.

Voordelen van het proces
De procedure kan worden gebruikt voor een brede waaier van manuele snij toepassingen zoals vereist in schroot tekenopdrachten, maar ook voor nauwkeurig contoursnijden in volledig geautomatiseerde systemen.

Een vlam snijsysteem werkt vrijwel onderhoudsvrij, de voornaamste kosten zitten in de verbruiksartikelen. Een van de voordelen van het laser procédé is echter de mogelijkheid om een parallel snijpatroon te gebruiken, waardoor het gebruik van meerdere lasertoortsen tegelijk mogelijk is.

Houd er rekening mee dat een snede door middel van het laser procédé een door warmte aangetaste zone zal hebben, die groter is dan een plasmasnijden.

Comments are Disabled