Giải đáp: Máy cắt laser dùng khí gì?

"Máy cắt laser dùng khí gì?" là băn khoăn doanh nghiệp có thể gặp phải khi cân nhắc đầu tư thiết bị. Máy cắt laser fiber thường sử dụng Oxy, Nitơ hoặc khí nén làm khí hỗ trợ trong quá trình cắt kim loại. Mỗi loại khí có đặc điểm khác nhau dẫn đến việc sẽ phù hợp với những vật liệu khác nhau, chiều dày khác nhau, yêu cầu chất lượng khác nhau,...

Cùng theo dõi bài viết sau để biết được loại khí nào phù hợp với doanh nghiệp bạn nhé!

1. Máy cắt laser dùng khí gì?

Máy cắt laser fiber phổ biến nhất sử dụng ba loại khí gồm Oxy (O₂), Nitơ (N₂) và khí nén.

Ba loại khí này có cơ chế khác nhau như sau:

• Oxy: tham gia phản ứng với kim loại và tạo thêm nhiệt trong quá trình cắt.
• Nitơ: hạn chế phản ứng oxy hóa, giúp giữ mép cắt sạch hơn.
• Khí nén: sử dụng không khí đã được nén và xử lý để thay thế khí công nghiệp trong một số ứng dụng.

Ngoài ra, Argon hoặc hỗn hợp Nitơ và Oxy có thể được sử dụng trong những quy trình đặc biệt, nhưng không phổ biến bằng ba lựa chọn trên.

2. Vì sao máy cắt laser cần sử dụng khí phụ trợ?

• Đẩy vật liệu nóng chảy khỏi đường cắt: Tia laser tập trung năng lượng vào một vùng rất nhỏ trên vật liệu. Khi kim loại nóng chảy, dòng khí đi qua vòi phun khí giúp đẩy phần vật liệu này ra khỏi khe cắt. Nếu lượng khí, áp suất hoặc thông số cắt không phù hợp, vật liệu nóng chảy có thể không được loại bỏ hoàn toàn và tạo thành bavia hoặc xỉ ở cạnh dưới sản phẩm.
• Kiểm soát phản ứng tại vùng cắt: Oxy phản ứng với thép nóng và sinh thêm nhiệt, nhờ đó hỗ trợ quá trình cắt. Nitơ gần như không tham gia phản ứng này nên thường được sử dụng khi cần hạn chế lớp oxide hình thành ở mép sản phẩm.
• Ảnh hưởng đến chất lượng mép cắt: Loại khí sử dụng có thể ảnh hưởng đến màu sắc, độ sạch, bavia và lớp oxide trên cạnh sản phẩm.

3. Các loại khí dùng cho máy cắt laser phổ biến

3.1. Khí Oxy (O₂)

Oxy thường được sử dụng để cắt thép carbon. Khi tiếp xúc với kim loại đang ở nhiệt độ cao, Oxy tạo phản ứng oxy hóa và sinh thêm nhiệt, từ đó hỗ trợ quá trình cắt.

Ưu điểm của khí Oxy:

• Phù hợp với nhiều ứng dụng cắt thép carbon.
• Nhiệt sinh ra từ phản ứng oxy hóa hỗ trợ quá trình cắt.
• Có thể phù hợp với thép tấm dày tùy công suất máy và công nghệ cắt.

Hạn chế của khí Oxy:

• Mép cắt có thể xuất hiện lớp oxide.
• Có thể cần làm sạch bề mặt nếu sản phẩm tiếp tục sơn hoặc phủ.

Tuy nhiên Oxy không phải là lựa chọn tốt nhất với tất cả các loại thép. Với laser fiber công suất cao, khí Nitơ có thể được sử dụng cho thép carbon tùy yêu cầu sản xuất.

3.2. Khí Nitơ (N₂)

Nitơ được sử dụng phổ biến khi cắt inox và nhôm, đặc biệt với những sản phẩm cần hạn chế oxy hóa ở mép cắt.

Trong quá trình gia công, tia laser làm nóng chảy vật liệu còn dòng Nitơ đẩy kim loại nóng chảy ra khỏi khe cắt. Vì Nitơ ít phản ứng với kim loại tại vùng cắt nên cạnh sản phẩm có thể giữ được trạng thái sạch hơn so với cắt bằng Oxy.

Ưu điểm của khí Nitơ:

• Hạn chế oxy hóa mép cắt.
• Phù hợp với inox và nhôm.
• Giảm nhu cầu xử lý lớp oxide sau gia công.
• Phù hợp với sản phẩm yêu cầu chất lượng cạnh cao.

Hạn chế của khí Nitơ:

• Lượng Nitơ tiêu thụ có thể lớn.
• Chi phí khí khá lớn nếu máy hoạt động liên tục.

3.3. Khí nén

Khí nén sử dụng không khí môi trường được nén, làm khô và xử lý trước khi đưa vào máy. Đây là một phương án được nhiều doanh nghiệp quan tâm nhờ khả năng chủ động nguồn khí và giảm chi phí mua Oxy hoặc Nitơ trong một số ứng dụng.

Ưu điểm của khí nén:

• Chủ động nguồn khí.
• Giảm phụ thuộc vào bình hoặc bồn khí công nghiệp.
• Có thể giảm chi phí vận hành.
• Phù hợp với nhiều ứng dụng tấm mỏng khi cấu hình máy đáp ứng.

Tuy nhiên, không phải máy cắt laser nào cũng có thể chuyển trực tiếp sang khí nén. Hệ thống cần đáp ứng yêu cầu về áp suất, lưu lượng và chất lượng khí.

Khí đưa vào đầu cắt cũng phải đủ sạch và khô. Vì vậy hệ thống thường cần máy nén, thiết bị sấy và bộ lọc phù hợp trước khi khí được đưa tới máy laser.

3.4. Argon và hỗn hợp khí

Argon được sử dụng trong một số ứng dụng cần hạn chế phản ứng giữa vật liệu và môi trường tại vùng cắt. Tuy nhiên, đây không phải loại khí phổ biến nhất đối với các ứng dụng gia công thép, inox và nhôm thông thường.

Một số máy laser công suất lớn hiện còn sử dụng hỗn hợp Nitơ và Oxy để cải thiện chất lượng hoặc hiệu suất với một số vật liệu và chiều dày cụ thể.

4. Máy cắt laser nên dùng khí gì cho từng vật liệu?

5. So sánh Oxy, Nitơ và khí nén khi cắt laser

Oxy có lợi thế khi cắt thép carbon, Nitơ nổi bật về khả năng hạn chế oxy hóa, còn khí nén phù hợp với mục tiêu giảm chi phí trong những điều kiện nhất định. 

Việc lựa chọn cần dựa trên hiệu quả gia công thực tế thay vì chỉ so sánh giá từng loại khí.

6. Cách chọn khí cho máy cắt laser phù hợp

6.1. Theo vật liệu gia công

• Thép carbon phần lớn trường hợp nên chọn khí Oxy, tiếp đó đến Nitơ hoặc khí nén.
• Inox và nhôm nên chọn khí Nitơ

6.2. Theo chiều dày vật liệu

Vì chiều dày vật liệu tăng sẽ làm tăng lượng vật liệu nóng chảy và cần đẩy ra khỏi khe cắt. Khi đó loại khí, áp suất và thông số máy cũng phải được điều chỉnh tương ứng.

6.3. Theo chất lượng mép cắt

• Nếu sản phẩm cần sơn, phủ hoặc sử dụng trực tiếp sau khi cắt, chất lượng cạnh là yếu tố cần ưu tiên.
• Nitơ thường phù hợp hơn khi cần hạn chế oxide. Với sản phẩm còn tiếp tục gia công hoặc không yêu cầu cao về bề mặt, doanh nghiệp có thể cân nhắc Oxy hoặc khí nén để tối ưu chi phí.

6.4. Theo công suất laser

• Công suất nguồn laser ảnh hưởng đáng kể đến khả năng sử dụng từng loại khí.
• Các hệ thống fiber laser công suất cao hiện có thể mở rộng phạm vi cắt bằng Nitơ, khí nén hoặc hỗn hợp khí so với các thế hệ công suất thấp trước đây.

7. Câu hỏi thường gặp về khí dùng cho máy cắt laser

7.1. Cắt laser nhôm dùng khí gì?

Nitơ cũng thường được sử dụng với nhôm khi yêu cầu chất lượng cạnh cao. Khí nén có thể là lựa chọn khác trong một số ứng dụng nếu máy, công suất và chiều dày vật liệu cho phép.

7.2. Cắt laser inox dùng khí gì?

Nitơ thường được ưu tiên khi cắt inox vì giúp hạn chế lớp oxide hình thành ở cạnh sản phẩm. Đây là lựa chọn phù hợp với các chi tiết cần mép cắt sạch hoặc tiếp tục hoàn thiện bề mặt sau gia công.

7.3. Cắt laser thép carbon dùng khí gì?

Oxy là lựa chọn phổ biến với thép carbon. Tuy nhiên, Nitơ hoặc khí nén cũng có thể được sử dụng trên một số hệ thống fiber laser, tùy chiều dày, công suất nguồn và yêu cầu chất lượng mép cắt.

7.4. Máy cắt laser có dùng khí nén được không?

Có. Một số máy laser fiber hỗ trợ sử dụng khí nén làm khí cắt. Tuy nhiên, hệ thống phải đáp ứng yêu cầu về áp suất, lưu lượng và chất lượng khí, đồng thời cần có thiết bị lọc và sấy phù hợp.

Với những thông tin trên, mong rằng bạn đã có đáp án cho câu hỏi “Máy cắt laser dùng khí gì?” cũng như lựa chọn được loại khí phù hợp với yêu cầu sản xuất của doanh nghiệp. Nếu còn băn khoăn gì về máy cắt laser, bạn có thể liên hệ Weldcom để được tư ván chi tiết. 

Công ty Cổ phần Công Nghiệp Weldcom

• Địa chỉ: 285 Ngô Gia Tự, Phường Việt Hưng, Hà Nội
• Hotline: 1900 9410
• Website: weldcom.vn
• Email: sales@weldcom.vn