Nên cắt Laser bằng khí Oxy hay Nitơ?

Hai loại khí phổ biến được sử dụng trong ngành cơ khí chính xác, cụ thể hơn là các máy cắt laser đó chính là khí Oxy và Nitơ. Hai loại khí này đóng vai trò là khí hỗ trợ, quyết định đến chất lượng của đường cắt.

Trong ngành công nghiệp cắt gọt kim loại bằng công nghệ laser, việc lựa chọn khí bảo vệ, cụ thể là khí Oxy hoặc khí Nitơ, đóng một vai trò quan trọng. Mục tiêu chính là tạo ra một môi trường để đảm bảo cho quá trình cắt được thực hiện một cách hiệu quả nhất. Mỗi loại khí có ưu điểm và hạn chế riêng, việc quyết định sử dụng khí nào phụ thuộc vào loại vật liệu kim loại, dịch vụ cắt cụ thể và các yếu tố sản xuất cụ thể.

Khí Oxy (Oxygen) trong cắt laser 

Khí oxy, một thành phần quan trọng trong hàn cắt, cũng là lựa chọn hàng đầu cho việc cắt kim loại bằng công nghệ laser, thường được ưa chuộng cho việc cắt sắt và thép cacbon có độ dày lớn. Tại nhiệt độ cao do tia laser phát ra, khí oxy tham gia vào quá trình cắt bằng việc phản ứng với sắt nóng chảy (phản ứng tỏa nhiệt). Điều này giúp tăng tốc độ cắt và nhiệt độ tại vị trí cắt. Nhờ vậy, dễ dàng tạo ra những đường cắt sắc nét, ngay cả trên các tấm kim loại có độ dày lên đến 50mm.

Mặc dù khí oxy cũng có thể được sử dụng để cắt inox, nhưng đường cắt trong trường hợp này thường sẽ có màu đen do quá trình oxy hóa. Do đó, để đảm bảo tính thẩm mỹ, nhiều đơn vị gia công thường không khuyến khích sử dụng khí oxy cho việc cắt inox.

Ưu điểm:

- Tạo cháy nhanh: Khí oxy làm cho việc cắt trở nên nhanh hơn và hiệu quả hơn. Khi tác động của laser gặp vùng có khí oxy, nhiệt độ tăng nhanh, tạo ra hiện tượng cháy và quá trình cắt diễn ra nhanh chóng.

- Cắt được nhiều loại kim loại: Khí oxy thường được sử dụng để cắt các loại kim loại như thép không gỉ, thép cacbon, nhôm và nhiều kim loại khác.

- Cắt dày và chính xác: Khí oxy cho phép cắt kim loại có độ dày lớn và giữ được độ chính xác cao trong quá trình cắt.

- Tiết kiệm năng lượng: Sử dụng khí oxy trong quá trình cắt giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí sản xuất.

Hạn chế:

- Oxidation (Oxi hóa): Một hạn chế quan trọng của việc sử dụng khí oxy là khả năng oxi hóa. Khí oxy có thể tạo ra lớp oxide trên bề mặt kim loại cắt, làm mất đi tính chất bề mặt của vật liệu. Điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng và đòi hỏi quá trình hoàn thiện bề mặt sau cắt.

- Môi trường cháy: Do khả năng tạo cháy nhanh của khí oxy, cần phải đảm bảo an toàn và quản lý nguy cơ cháy nổ trong quá trình cắt.

Khí Nitơ (Nitrogen) trong cắt laser 

Lựa chọn sử dụng khí nitơ để thực hiện quá trình cắt và khắc bằng công nghệ laser mang lại các lợi ích quan trọng cho sản phẩm cuối cùng. Quá trình này tạo ra những đường cắt sáng bóng, sắc nét, không bị cháy cạnh hay bavia, thỏa mãn được các tiêu chuẩn chất lượng và độ chính xác cao, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp yêu cầu sự hoàn hảo.

Tuy nhiên, việc sử dụng khí nitơ đòi hỏi một áp suất cao, thường từ 17 đến 20 bar, để đảm bảo hiệu suất tốt. Đồng thời, khí nitơ cần có độ tinh khiết cao, phải đạt từ 99.995% trở lên. Nếu áp suất không đủ, kết quả có thể là đường cắt không đẹp, xuất hiện nhiều bavia không mong muốn. Nếu độ tinh khiết thấp, đường cắt sẽ trở nên kém chất lượng và có nguy cơ bị ố vàng, ảnh hưởng đến thẩm mỹ và chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

Ưu điểm:

- Chất lượng bề mặt: Sử dụng khí nitơ giúp duy trì chất lượng bề mặt của vật liệu cắt mà không gây oxi hóa. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng yêu cầu bề mặt sạch và mịn.

- An toàn: Nitơ làm cho môi trường làm việc an toàn hơn so với khí oxy, do không gây cháy nổ.

- Không tạo cháy: Khí nitơ không tạo cháy, giúp tránh được nguy cơ oxi hóa và tạo ra lớp oxide trên bề mặt kim loại cắt.

Hạn chế:

- Tốc độ cắt chậm hơn: Quá trình cắt bằng khí nitơ thường chậm hơn so với việc sử dụng khí oxy. Điều này có thể dẫn đến tăng thời gian cắt cho cùng một sản phẩm.

- Khả năng cắt độ dày: Khí nitơ thường không phù hợp để cắt các kim loại có độ dày lớn, và có thể hạn chế trong việc cắt kim loại như thép không gỉ.

- Chi phí: Sử dụng khí nitơ có thể đòi hỏi chi phí cao hơn so với khí oxy trong quá trình sản xuất.

Trong khi việc lựa chọn giữa khí oxy và khí nitơ phụ thuộc vào loại kim loại cần cắt, yêu cầu sản phẩm và môi trường làm việc, quan trọng nhất là phải xem xét kỹ lưỡng và thử nghiệm để đảm bảo rằng quá trình cắt được thực hiện hiệu quả và đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cần thiết.