【干货】激光切割辅助气体的选择- 大数跨境

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【干货】激光切割辅助气体的选择

大图领品激光

2019-01-02

导读：激光切割辅助气体的选择

您是否在激光切割工艺中，遇到以下困惑？

什么样的板材搭配什么样的气体？

到底该怎么选辅助气体啊？！！！

不同的气体会影响切割质量的哪些方面呢？！！！

不同板材选择哪种辅助气体？

辅助气体的气压大小如何掌控？

还有，纯度要求是...？

今天，山东大图领品激光带您详细了解下~

首先，你是否清楚辅助气体的作用，到底是什么吗?

1. 使用辅助气体可以吹走同轴的割缝内的熔渣

2. 冷却加工物体表面，减少热影响区

3. 冷却保护镜片，防止污染镜片和导致保护镜片过热

4. 一些切割气体也能起到保护母材的作用。

气体压力与种类的选择对切割工艺影响较大，选择辅助气体的种类将对切割的性能，包括切割速度、切割质量等多方面产生影响。

如何选择辅助气体

辅助气体种类及特点

激光切割经常用到的辅助气体有氮气、氧气和空气。

气体	优势	劣势
氧气	1. 可形成氧化膜，提高高反材料的激光吸收能力 2. 切割某些可氧化材料，可提高切割断面质量（如可使碳钢断面乌黑发亮）	助燃气体，易烧易返渣
氮气	1. 抑燃气体，不易烧不易返渣 2. 切割后会有耐腐蚀等特点 3. 最大气压相对较大，可一定程度上提高切割速度	贵！！！纯度要求高，切割过程用量大
空气	1. 成本低 2. 切面会形成微氧化膜	也能助燃，易烧易返渣程度小于氧气（在产品切割要求比较高的时候不建议使用）

辅助气体适合切割的材料

由于辅助气体各自都有相应的特性，所以所适合切割的材料也不尽相同。

气体	适合切割的材料
氧气	碳钢，高张力板，工具板，不锈钢，电镀钢板，铜，铜合金等
氮气	不锈钢，电镀钢板，黄铜，紫铜，铝，铝合金等
空气	碳钢，铝，不锈铜，黄铜，电镀钢板，非金属等

辅助气体的纯度标准

不同材料的激光加工过程需选用与之匹配的辅助气体，辅助气体中的杂质会损坏镜片，引起切割功率波动的同时，也会导致切面前后不一致。

气体

纯度

水蒸气

最大含量

碳氢化合物

最大含量

氧气

99.95%

<5 ppm

<1 ppm

氮气

99.995%

<5 ppm

<1 ppm

辅助气体气压标准

各类辅助气体可使用的气压大小是不一样的，根据气体的特性，比如易燃助燃性等，以及各种尝试，才得出以下经验。）

气体	氧气	空气	氮气
最大气压值	< 1 Mpa	1.8 Mpa	2 Mpa

辅助气体在切割过程中，是可以防返渣，从而起到保护激光头内部镜片的作用。

也就是说，在加工功率、材料及板材厚度等条件相同的情况下，气压越大，在单位速度中可吹除的烟尘越多。

因此，使用的气压值越高，激光切割的速度也可越快。这就是为何我们在切薄板飞行切割时，通常采用氮气的重要因素。

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根据上述推论，可得薄板切割速度的一般规律：

氧气＜空气＜氮气

提示：进行厚板材的激光切割，不适用以上的一般规律。需要根据各自板材特性，选择针对性的切割气体类型。

看到这里相信大家已经初步了解了三种辅助气体的一些特点

下面就让我们更深入的了解一下吧

氧气

主要用于激光切割碳钢。利用氧气反应热大幅面提高切割效率的同时，产生的氧化膜会提高反射材料的光束光谱吸收因数。切口端面发黑或者暗黄色。
主要适用压延钢材，溶接构造用压延钢材，机械构造用碳钢，高张力版，工具板，不锈钢，电镀钢板，铜，铜合金等。
其纯度要求一般在99.95%或更高。主要作用是助燃和吹掉切割的熔融物。压力和流量各不相同，这跟喷嘴型号的大小，切割材料板厚密不可分。一般要求压力在0.3-1Mpa，流量根据切割材料厚度有所不同，比如切割22mm碳钢，流量要达到10m³/h（包括双层喷嘴的保护氧气）。

氮气

一些金属在切割的时候采用氧气会在切割面上形成氧化膜，采用氮气就可以进行防止氧化膜出现的无氧化切割。于是，就有了可以直接进行熔接、涂抹，耐腐蚀性强等特点。切口端面发白。
主要适用的板材有不锈钢，电镀钢板，黄铜，铝，铝合金等。作用就是用来杜绝氧化反应和吹掉熔融物。
对氮气的纯度有很高的要求（特别是8mm以上的不锈钢，要求一般要达到99.999%的纯度），压力要求也比较大，一般要1.5Mpa左右，如果要切割12mm以上，或更厚至25mm的不锈钢，要求压力要到2Mpa或更高，流量根据喷嘴的型号有变化，但都很大，比如切割12mm不锈钢有的需要150m³/h，而切割3mm的只需要50m³/h以下的流量。

空气

空气可由空气压缩机直接提供，所以与其他气体相比价格非常便宜。虽然空气中大约含有20%的氧气，但是切割效率远不及氧气，切割能力与氮气相近。切割面会出现微量氧化膜，但可作为防止涂膜层脱落的一项措施。切口端面发黄。
主要适用的材料有铝，不锈铜，黄铜，电镀钢板，非金属等等。
但是，当切割产品的质量要求较高时，铝、铝合金、不锈钢等不适合空气，因为空气会氧化母材。