氣體在激光（guāng）切割（gē）機中的（de）影響

不同輔助氣體對激光切割機質量的影響

　　首先，我們（men）來了解（jiě）一下激（jī）光切（qiē）割（gē）的過程：發振（zhèn）器產生的激光通過透鏡後，被匯聚於一點形成極小的光斑，通過精確控製（zhì）透鏡與板材的距（jù）離，保證激（jī）光光斑穩定在材料厚度方向上的某一位置，此時由於透鏡的匯聚作用，光斑處（chù）聚集了功率密度非常大的激光能量，功率密度通常能達到106～109W/cm²，材料吸收光斑能量後瞬間熔化，通過使用輔助氣體將熔化的液體（tǐ）吹離材料完成切斷加工。

　　在整個切割（gē）過程中，輔助（zhù）氣體（tǐ）的主要作用是形成驅動力，將熔化金屬（shǔ）液體從材料本身去除，這個過程中不同種類（lèi）的氣體（tǐ）對於材料和斷麵的（de）影響是（shì）不同的：

01、氧氣作為輔助氣體時

　　在吹離熔化金（jīn）屬液體的同時，還會發生氧（yǎng）化反應促進（jìn）金（jīn）屬（shǔ）吸熱熔化，從而實現更厚（hòu）材料的熔化，這一過程會明顯提高激光的加工能力。但同時也（yě）是由於氧氣（qì）的存在，會使材料的切斷麵發生明（míng）顯氧化（huà），而且對切斷麵周圍材料產生淬火效（xiào）應（yīng），提高了這（zhè）部分材料的硬度，對後續加工造成一定影響。

02、氮氣作為輔（fǔ）助氣體時

　　會在熔化金屬液體周圍形（xíng）成保護氛圍，防止材（cái）料被氧化，從而保證切斷麵（miàn）品質。但同時由於氮氣沒有（yǒu）氧化能力無法增強熱量傳遞，就不會像氧氣那樣幫助提高切割能力。另外（wài）由於（yú）氮氣作為輔助氣體時，氮氣消耗量很大，造成切割成本比（bǐ）使（shǐ）用其（qí）他氣體時有所升高。

03、空氣的構成氣體中

　　氮氣約占78%，氧氣約占21%，在使用空氣作為輔助氣體（tǐ）切割時，由於氧氣的存在使得切割斷麵（miàn）必然要發生氧化（huà）反應，但同時由於大量氮（dàn）氣的（de）存在，氧氣（qì）帶來的氧化反應又不（bú）足以增（zēng）強熱量傳遞，切割能力不會提高，因此可以將空氣切割效果理解為介乎於氮氣切割和氧氣切（qiē）割之（zhī）間，而好處是空氣切割（gē）的成（chéng）本非常低，所有成本就是（shì）空（kōng）壓機為提供空氣而（ér）造成的電力消耗，以及空氣管路中（zhōng）濾芯（xīn）的消耗（hào）。

不同輔助氣體對切割成本的影響

　　以1.5mm厚304不（bú）鏽鋼為例，分析空氣和（hé）氮氣分別作為輔（fǔ）助氣體時的切割成本分析可知，使用（yòng）空氣（qì）作為輔助氣體切割時，每小時切割成本比使用氮氣時可降低23.7%，這樣的切割成本降幅（fú）對於企業整體工廠加工（gōng）成本的降低可（kě）以起到非（fēi）常（cháng）重要（yào）的作用（yòng）。另外，本文分析（xī）空壓（yā）機的耗電時考（kǎo）慮（lǜ）的（de）是，目前很多企業正在使用的是無（wú）變速螺杆空壓機，如果使用永磁變頻螺杆（gǎn）空（kōng）壓機，單（dān）空壓機省電量就可以達到50%，使（shǐ）用空氣的切割成本可以比使用氮氣降低36.2%。