[發明專利]激光混合氣體

無效

• 申請號: 200810243842.4
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101425657A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 朱泉林
• 申請（專利權）人: 蘇州市金宏氣體有限公司
• 主分類號: H01S3/223
• 分類號: H01S3/223;B23K26/38
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人: 周新亞

技術領域

本發明涉及一種工業加工中激光切割機用的激光混合氣體，特別涉及一種在二維激光切割機床用的四元激光混合氣體，用于鋼材的鈑金加工。

背景技術

一切以氣體或蒸汽作為激光工作物質的激光器，統稱為氣體激光器。這是目前種類最多、發展最快、應用最廣的一類激光器。通常可以把氣體激光器劃分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子激光器和準分子激光器。氣體激光器的激勵方式很多，通常采用氣體放電激勵，此外還可采用電子束激勵、氣動式激勵、化學激勵、光激勵和核動激勵等。氣體激光器與液體激光器、固體激光器和半導體激光器一樣，已經實現了實用化。它已廣泛用于工農業生產、科學研究、國防建設和醫療衛生等領域。氣體激光器的重要特點之一，激光工作物質是混合氣或單一純氣體。由于激光混合氣中組分氣的含量、純度直接影響激光的性能，特別是氣體中氧、水、碳氫化合物等雜質的存在，將導致激光輸出功率在鏡(面)和電極上的耗損，還會引起激光發射的不穩定。因此，對激光混合氣組分的含量、純度有著特殊要求，包裝混合氣的鋼瓶，充裝前也必須進行干燥處理，防止污染混合氣。一般將氦(He)-氖(Ne)激光作為第一代氣體激光，二氧化碳激光是第二代氣體激光，在半導體制造領域將大量使用的氟化氪(KrF)激光，可稱為第三代氣體激光。

工業切割領域用激光氣體一般都使用第二代的二氧化碳激光，在這里二氧化碳是主要的決定能態，實現振動和產生激光作用的主導氣體，但是其它氣體成分的輔助作用也不可忽視。例如在CO，CO2，He，N2的四元激光混合氣體，氮氣分子把自己激發能量傳遞給二氧化碳分子，起著能量傳遞的作用，從而為大功率、高效率的激光輸出提供了有力的保證。而氦氣因為原子質量較輕，在一定的能級上其速度較快，頻繁碰撞二氧化碳分子，從而使二氧化碳的劇烈運動中產生激發能量。一氧化碳的主要作用是阻止二氧化碳在高能態情況下的分解。另外氦氣的熱導系數較一氧化碳、二氧化碳和氮氣都要高的多，從而可提高放電管內的熱量向管壁傳遞的速度，降低工作氣體的溫度，以穩定和提高激光輸出功率。

現有的激光混合氣體的使用上存在切割線粗，毛邊多，且切割鋼板的厚度有限一般在10毫米左右。

發明內容

本發明的目的旨在克服上述不足之處，提供一種切割厚度高，切割線、毛邊等一切必要質量條件均由良好表現的激光混合氣體。

本發明的技術方案如下：

一種激光混合氣體，其組成和體積比為：CO：4％，CO2：7.5％～8.5％，He：28％，N2：59.5％～60.5％。

本發明的最佳技術方案是：

一種激光混合氣體，其組成和體積比為：CO：4％，CO2：8％，He：28％，N2：60％。

使用本發明的激光混合氣體可使二維激光切割機床的最大輸出功率達到5000瓦，最大切割鋼板厚度達到25mm，并能很好的保證工件質量。

具體實施方式

實施例1：

在TRUMATICL3050型(德國通快)二維激光切割機床上使用如下比例的氣體，CO：4％、CO2：8％、He：28％、N2：60％，可使激光切割機床的輸出功率達到近5000瓦，在鈑金加工的過程中，工藝穩定，切割線、切口等一切必要質量條件均有良好表現，同時達到了最大切割厚度25mm。

實施例2：

在TRUMATIC?L3050型(德國通快)二維激光切割機床上使用如下比例的氣體，CO：4％、CO2：7.5％、He：28％、N2：60％，，采用本配比的切割時間有所延長，說明隨著二氧化碳含量的降低，激光發生功率有所降低。

實施例3：

在TRUMATIC?L3050型(德國通快)二維激光切割機床上使用如下比例的氣體，CO：4％、CO2：8.5％、He：28％、N2：60％，采用本配比可以達到實施例1的技術效果，說明二氧化碳含量在8％～8.5％之間對切割效果沒有太大影響。

對同一批生產的激光混合氣體，在同一臺設備，同樣的工況下進行試驗亦發現如下規律：水份含量越大，激光輸出功率越不穩定，當H₂O、O₂含量嚴重超標的情況下甚至會燒壞激光發生器激光頭。所以，我們對激光混合氣體的成品進行了嚴格的質量控制，將H₂O、O₂含量做為重要的控制指標。