Stickstoff wird häufig gegenüber Sauerstoff für Anwendungen gewählt, bei denen Schnittqualität und Finish von entscheidender Bedeutung sind. Der Grund dafür:

• Keine Oxidation: Stickstoff verdrängt als Inertgas Sauerstoff in der Schnittzone und verhindert so Oxidation und Verfärbung der Schnittkante. Dies ist besonders wichtig für Edelstahl, Aluminium und beschichtete Metalle.
• Verbesserte Kantenqualität: Der Stickstoff-Hochdruckstrom trägt dazu bei, geschmolzenes Metall aus dem Schnitt zu entfernen, was zu glatteren, gratfreien Schnitten führt, die wenig oder keine Nachbearbeitung erfordern.
• Materialvielfalt: Stickstoff eignet sich gut für eine Vielzahl von Materialien und Dicken, was ihn zu einer flexiblen Wahl für Werkstätten macht, die verschiedene Schneidaufgaben durchführen.

Wenn es um den Stickstoffverbrauch beim Laserschneiden geht, gibt es keine Einheitslösung. Wie viel Sie benötigen, hängt von mehreren Faktoren ab:
 

• Materialtyp und -dicke: Dickere Materialien erfordern höhere Förderleistungen und mehr Druck. Zum Beispiel wird beim Schneiden von 10 mm Edelstahl deutlich mehr Stickstoff benötigt als bei 1 mm Aluminium.
• Laserleistung und -geschwindigkeit: Hochleistungslaser, die mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten, verbrauchen tendenziell mehr Stickstoff, um die Kantenqualität aufrechtzuerhalten.
• Düsengröße und Gasdruck: Diese beeinflussen direkt die Durchflussraten und die pro Minute verwendete Stickstoffmenge.

Um einen groben Maßstab zu geben: Ein 2 kW Faserlaser kann je nach Material- und Schnittqualitätserwartungen überall zwischen 20 und 40 Nm³/Stunde Stickstoff verbrauchen. Multiplizieren Sie dies mit den Betriebsstunden, und es wird deutlich, warum eine effiziente Stickstoffversorgung entscheidend ist – nicht nur für die Leistung, sondern auch für die Kostenkontrolle.

Sobald der Stickstoffbedarf geschätzt wurde, lohnt es sich, die Einstellungen, die die Gasleistung und Schnittqualität beeinflussen, genauer zu betrachten. Vom Gasdruck bis zur Düsengeometrie machen die richtigen Parameter einen spürbaren Unterschied.
 

1. Der Gasdruck
sollte sowohl der Art als auch der Dicke des Materials entsprechen. Edelstahl erfordert oft Einstellungen zwischen 8 und 14 bar (116–203 psi). Bei dünneren Metallen oder Polymeren kann ein niedrigerer Druck ausreichend sein. Beachten Sie, dass sich dieser Trend mit Sauerstoff umkehrt, wobei dünnere Bleche manchmal einen höheren Druck zur Entzündung benötigen.
 

2. Fokusposition
Die Position des Fokuspunktes des Lasers ändert sich abhängig vom Hilfsgas. Beim Schneiden mit Stickstoff wird der Brennpunkt in der Regel auf der Unterseite des Materials eingestellt. Dies fördert einen effizienten Auswurf von geschmolzenem Metall. Mit Sauerstoff verschiebt sich der Brennpunkt je nach Dicke näher an die Oberfläche.
 

3. Düsendurchmesser
Da die Durchflussrate mit dem Quadrat des Düsendurchmessers zunimmt, können selbst geringfügige Anpassungen den Stickstoffverbrauch erheblich beeinflussen. Eine etwas größere Düse kann einen niedrigeren Druck ermöglichen, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen und somit beim Gas und den langfrsitigen Kosten sparen.
 

4. Düsenausrichtung
Falsch ausgerichtete Düsen können die Schnittqualität beeinträchtigen. Für saubere, gleichmäßige Kanten muss der Gasstrahl koaxial zum Laserstrahl verlaufen. Eine korrekte Ausrichtung stellt sicher, dass das Hilfsgas den Strahl abschirmt und geschmolzenes Material effektiv abführt. Dennoch können bestimmte Off-Axis-Konfigurationen in Nischenanwendungen von Vorteil sein.
 

5. Abstand
Dies ist der Abstand zwischen der Düsenspitze und dem Werkstück. Ein geringerer Abstand verbessert den Gasfluss und die Schnittpräzision. In den meisten Fällen sollte er kleiner als der Düsendurchmesser sein. Längere Abstände führen tendenziell zu Turbulenzen, die die Kantenqualität verringern.

Die Reinheit von Stickstoff ist wichtig. Eine höhere Reinheit bedeutet ein geringeres Oxidationsrisiko und eine bessere Oberflächenbeschaffenheit – insbesondere bei Edelstahl oder polierten Metallen.

• Standardreinheitsgrade für das Laserschneiden liegen in der Regel zwischen 99,99 % und 99,999 %.
• Ultrahohe Reinheit sorgt zwar für sauberere Ergebnisse, ist aber auch preisintensiver. In vielen Fällen sind 99,99 % mehr als ausreichend.

Ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Reinheit, Leistung und Budget ist Teil der Optimierung Ihrer Schneideinrichtung.