Lézergázok

Lézergázok

Nagyobb folyamatsebességgel, kisebb vetemedéssel, költséghatékony hegesztés. A lézersugaras hegesztés bármilyen gyártósorba könnyedén beilleszthető.

A lézersugaras technológiák az elmúlt évtizedekben túlzás nélkül igazi forradalmat hoztak a fémmegmunkálás területén. Mind a lézersugaras vágás (hétköznapi nevén tévesen: lézervágás), mind a lézersugaras hegesztés a legelterjedtebb megoldásnak számít szerte a világon. Egyebek mellett ezzel a technikával találkozhatunk az autóiparban, a szerszámkészítésben, a háztartási gépek készítésénél vagy éppen az űrhajózásban is. Ahhoz azonban, hogy a lézer (összetartott, koncentrált fénysugár) igazán hatékony legyen, különféle gázkeverékekre van szükség.

A lézersugaras fémvágás és -hegesztés előnyei

A lézersugaras hegesztés során lényegesen nagyobb folyamatsebesség érhető el, miközben a vetemedés mértéke kisebb lesz. A korszerű lézersugaras hegesztők bármilyen gyártósorba könnyedén beilleszthetők, és mivel kevés kopóalkatrészt tartalmaznak, igazán költséghatékonyan üzemeltethetők. A gyors munka, lehetőséget biztosít a kapacitás növelésére, igaz ez egyszeri, nagyobb összegű beruházást igényel.

Ami a lézersugaras vágást illeti, a szakemberek több okból is kedvelik: lézersugaras vágás esetén feleslegessé válnak az olyan utómunkálatok, mint a fúrás (a vágási folyamatban elvégezhető) vagy a felületpolírozás (a technológia során nincs mechanikai kapcsolat a megmunkáló fej és a munkadarab között, így a munkadarab felülete nem sérül a vágás során). A technológia mellett szól még, hogy kiváló vágási minőséget lehet vele elérni, és – hasonlóan a hegesztéshez – igencsak költséghatékony megmunkálási módszernek számít. A technika fejlődése lehetővé tette, hogy ma már az éles, párhuzamos bemetszések létrehozása sem probléma lézersugaras vágóberendezéssel.

A lézergázok felhasználása

A lézersugár előállításához CO₂ lézer esetében úgynevezett rezonátor gázokra van szükség. Ezek lehetnek egyedi palackos, nagytisztaságú gázok (szén-dioxid, nitrogén, hélium) vagy 3,4,5,6 különböző gáz keveréke, melyeket Lasermix gázoknak hívunk.

A lézersugár előállítása során a CO₂ molekula két energiaszintje közötti átmenet során (a magasabb energiaszintről a stabilabb alacsonyabb energiaszintre való átmenet) lead egy fotont amiből a lézersugár keletkezik. A nitrogén gázt tudjuk gerjeszteni (energiával feltölteni) elektromágneses mező segítségével és ez a gerjesztett nitrogén adja át az energiáját a CO₂ molekulának (így kerül magas energia szintre). Kellően sok CO₂ molekulát juttatva magas energiaszintre, úgynevezett populáció inverzió alakul ki (a stabil állapothoz képest lényegesen több magas energiaszintű molekulánk lesz). Ekkor a molekulák elkezdenek fotont leadni (spontán emisszió), hogy a stabilitás visszaálljon. A hélium gáz segíti visszaállítani (a maradék fölösleges energiát átveszi) a CO₂ molekula folyamat előtti alacsony energiaszintre való visszaállítását.

Lézersugaras hegesztés esetében az alkalmazott védőgáz megvédi a fémet az oxidációtól, valamint szabályozza a plazma kialakulását is. A kínálatunkban található gázokat a fémiparon kívül más területek is használhatják.

A héliumról bővebben

A hélium egy nemesgáz, melynek vegyjele He. Kémiailag közömbös gázként nem vesz részt reakciókban, forráspontja viszont a legalacsonyabb az összes ismert elem közül (-268,93 °C). A hélium fontos és közismert tulajdonsága, hogy könnyebb a levegőnél, és nem gyúlékony. Éppen ezért vált léggömbök, lufik és léghajók töltőgázává. És ugyan ki ne tudná, hogy belélegezve mókás, vicces hangon ugrathatjuk barátainkat.

Bár a hélium a hidrogén mögött a második leggyakoribb elem a világegyetemben, a Föld légkörében csak elvétve található meg. Előállítása ipari körülmények között, a földgáz cseppfolyósítása során történik. A folyamatban a földgázt alkotó minden gáz lecsapódik, kivéve a héliumot. Egy másik – kevésbé költséghatékony – előállítási módszer az urán és tórium tartalmú kőzetek hevítése.

A hélium igen népszerű gáz az iparban. A fémiparban főleg védőgázként jut neki szerep, de a kohászatban öblítőgázként is funkcionál. Mivel a hélium forráspontja extrém alacsony, előszeretettel használják hűtőanyagként is többek között atomreaktorokban vagy MRI-készülékekben. Az élelmiszeriparban akkor kerül elő a hélium, ha különösen érzékeny élelmiszereket szeretnének biztonságon csomagolni. A hélium kiszorítja a levegőt a csomagolásból, mindezt teljesen veszélytelenül és egészségre ártalmatlanul.

A nitrogénről bővebben

A nitrogén a levegő alapeleme, hiszen a légkör 78%-át ez a gáz teszi ki. Elemi állapotában színtelen és szagtalan, kevéssé reakcióképes más elemekkel. Forráspontja valamivel magasabb, mint a héliumé, egészen pontosan -195,79 °C, ami ezáltal tökéletes hűtőgázzá teszi. A levegőt kiszorító tulajdonsága miatt az ipar számos területén használják.

A nitrogént először 1772-ben állította elő Daniel Rutherford skót orvos. Napjainkban több megoldás is létezik a gáz levegőből történő elkülönítésére. Ilyen például a frakcionált desztilláció, amihez cseppfolyós levegőre van szükség. A laborokban más módszerrel is előállítható, az ammónium-nitrit hevítésével vagy ammónium-klorid vizes oldat és nátrium-nitrit vegyítésével.

A fémipar lézervágásnál és -hegesztésnél veszi hasznát a nitrogénnek, az elektronikus alkatrészek (diódák, integrált áramkörök) gyártásánál pedig a forrasztás minőségét hivatott növelni. A nitrogén a vegyipar számára is nélkülözhetetlen. Az élelmiszerek esetében a nitrogén a védőgázas csomagolásoknál kerül elő. Mivel kiszorítja az oxigént, növeli az ételek eltarthatóságát és fogyaszthatóságát. Ugyanerre a célra alkalmazza a nitrogént az orvostudomány is: az injekciós ampullákban például ezzel a gázzal hoznak létre inert környezetet.

A szén-dioxidról bővebben

A CO₂ rossz hírét elsősorban az okozza, hogy komoly mértékben hozzájárul a globális klímaváltozáshoz. Üvegházhatású gázként ugyanis meggátolja, hogy a föld hője a világűrbe távozzon. A szén-dioxid azonban igen fontos gáz, hiszen az ipar több területén remekül alkalmazható. Ami a CO₂ puszta adatait illeti: színtelen, szagtalan, a levegőnél nagyobb sűrűségű, a légkörben pedig 0,040%-ban található meg.

Előállítására lényegében bármelyik széntartalmú vegyület alkalmas, a legelterjedtebb módszer a földgáz és a szén-monoxid elégetése. A CO₂-t azonban más megoldással is létre lehet hozni, méghozzá ecet és szódabikarbóna vegyítésével. Hasonlóan bevett módszer még a füstgáz égetése, laboratóriumokban pedig fehér márványdarabkákból fejlesztik.

A szén-dioxid inert gázként funkcionál, azaz képes kiszorítani a levegőt például hegesztésnél vagy plazmavágásnál a munkaterületről. Cseppfolyós állapotában az alapanyagok hűtéshez használják, de a CO₂ a fémiparon túl is közkedvelt gáznak számít. Az üdítőgyártástól a tűzoltókészülékeken át egészen az élelmiszeriparig felhasználásra kerül, szárazjégként pedig a hűtésben vesz részt. Az orvostudomány is sokszor a szén-dioxidra támaszkodik, egyebek mellett a helyi érzéstelenítések és laparoszkópiás eljárások során.

Böngéssze végig LASERMIX gázkeverékeinket, és válasszon minőségi munkagázt CO₂ és fiber lézeres munkálatokhoz!