在激光切割过程中,选择适当的辅助气体对于保证切割质量、提高切割效率至关重要。
在激光切割的简单示意图如下图所示,过程中需要使用辅助气体吹走割缝内的熔渣,冷却加工物体表面减少受热区域,冷却并保护激光头的透镜。
1.辅助气体是完成切割过程不可或缺的物质;
2.让辅助气体与金属材料产生化学反应,提高能力强度
3.帮助设备从切割区吹掉熔渣,清洁切缝;
4.能够冷却切缝邻近区域,减小热影响区;
5.保护聚焦透镜,防止燃烧产物沾污光学镜片。
注:气体的选择对切割工艺、性能、速度、厚度等都会产生一定的影响!
不同材料,切割要求,选择辅助气体,其目的在于得到更佳的切割质量。
本文将详细介绍各种不同材质的激光切割通常使用的辅助气体。
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。
压缩空气在高速切割特定材料方面越来越受欢迎。压缩空气可以用空气压缩机直接提供,相对于氧气和氮气要容易获得,价格非常便宜。虽然空气中只含有约20%的氧气,切割效率远不及氧气切割,但切割能力与氮气接近,空气切割效率略高于氮气切割。空气切割的切口端面发黄。在对材料切口表面色泽没有严格要求时,用压缩空气替代氮气切割是经济实用的选择。
主要适用的材料有铝,铝合金,不锈铜,黄铜,电镀钢板,非金属等等。


氦气
纯氮:作为切割不锈钢的气体(冷却性)纯度99.9%(切割碳钢速度为3/4);
高纯氦:作为激光器的使用气体,纯度:99.999%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。
无氧化切割面具有可以直接进行熔接、涂抹,耐腐蚀性强等特点;切口端面发白。
采用氮气作为辅助气体切割时,氮气会在熔化的金属周围形成保护氛围,防止材料被氧化,避免氧化膜的形成,实现无氧化切割。
但同时因为氮气不与金属产生化学反应,没有反应热的产生,切割能力不如氧气,而且氮气切割的氮气消耗量比氧气大数倍,切割成本要高于氧气切割。
无氧化切割面具有可直接熔接、涂抹、耐腐蚀性强等特点,切口端面发白。
一般采用氮气切割不锈钢、镀锌板、铝及铝合金板、黄铜等材料,用低压穿孔,用高压切割。氮气切割时,气体流量的改变对切割的影响很大,在保证切割气体压力的情况下,一定要保证气体流量的充足。

氧气
主普氧:作为切割碳钢的气体(助燃性)纯度99.5%;要用于激光切割机切割碳钢。
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。
氩气
氩气为惰性气体,在激光切割机切割中用于防止氧化和氮化,在熔接中也使用,与其他加工气体相比,价格粳稻,相应增加成本;切口端面发白。
主要适用的材料有金属和半导体加工,可以用于晶圆的切割、排水槽的加工等,通常用于制作特殊封装材料、OLED显示器、汽车、机械、航空等行业。

总 结
总的来说,空气辅助切割是适用于几乎所有材料的一种有效方法;相比于氮气切割,空气切割速度更快,切割成本更低,但需要定期更换空压机过滤装置。
公司简介
宝叶激光隶属于深圳市宝叶实业有限公司,是一家专业从事PET膜材周边自动化设备的研发制造型高科技企业,产品包括光学膜材激光切割、玻璃陶瓷激光切割、PCB、FPC激光切割、铜箔铝箔激光切割等非金属精密切割设备。
产品覆盖CO2、绿光、紫光、皮秒、飞秒等新型激光器,自主开发有精密视觉、自动Z轴、自动上下料、全自动卷对卷、对接各种生产线等行业先进技术。