Khí hỗ trợ trong cắt laser là gì? Nên chọn loại khí cắt nào?

Khi ho tro trong cat laser kim loai

Có bao nhiêu loại khí hỗ trợ trong cắt laser CNC? Làm thế nào để chúng ta biết khí cắt nào là phù hợp trong hoạt động gia công kim loại? Nếu như bạn chưa rõ hoặc vẫn còn lăn tăn lựa chọn giữa khí Nitơ, Oxy hay Khí nén. Thì bài viết dưới đây của Cơ khí Alpha Tech chắc chắn là dành cho bạn.

Khí hỗ trợ trong cắt laser là gì?

Khi đã quen với gia công kim loại tấm bằng công nghệ cắt Laser CNC. Chắc hẳn bạn đã quá quen thuộc với các loại khí sử dụng trong cắt laser kim loại. Còn nếu như bạn làm ngoài ngành thì có thể hiểu đơn giản như thế này.

Cả 2 công nghệ cắt laser fiberlaser CO 2 đều không chỉ dựa vào tia laser để cắt, khắc kim loại. Thay vào đó, quá trình gia công này cần có sự tham gia của các loại khí hỗ trợ.

Khi cắt khắc kim loại bằng tia laser. Nhiệm vụ của chùm tia laser là làm nóng chảy vật liệu. Còn để tạo thành mạch cắt, cần có một luồng khí thổi bay phần kim loại này ra khỏi vị trí cắt. Khí này là khí phụ trợ, hay còn được gọi là khí cắt.

Khí cắt có vai trò quan trọng trong gia công laser CNC
Khí cắt có vai trò quan trọng trong gia công laser CNC

Hiện nay có 3 loại khí cắt laser phổ biến nhất là Oxy, Nitơ và khí nén. Tùy theo loại vật liệu cần cắt và yêu cầu về chất lượng đường cắt sẽ quyết định chọn loại khí cắt nào cho phù hợp.

Xem thêm: Cắt CNC là gì? Việc này được thực hiện như thế nào

Khí Oxy

Oxy là khí cắt đầu tiên được sử dụng trong gia công cắt kim loại bằng tia laser. Khí Oxy thường được sử dụng để cắt sắt và thép cacbon dày. Ở nhiệt độ cao do tia laser phát ra, khí Oxy sẽ phản ứng với sắt nóng chảy (phản ứng tỏa nhiệt). Làm tăng tốc độ cắt và nhiệt độ hơn nữa tại điểm cắt. Từ đó dễ dàng tạo một đường cắt đẹp, cho dù tấm kim loại đó có độ dày lên đến 50mm.

Khí O2 cũng có thể dùng để cắt inox, tuy nhiên đường cắt sẽ bị đen do quá trình oxy hóa. Vì vậy để đảm bảo thẩm mỹ thì các đơn vị gia công thường không khuyến khích sử dụng khí Oxy để cắt inox.

Khí Nitơ trong công nghệ cắt laser kim loại

Thời gian đầu Oxy chứng minh là khí cắt phổ biến nhất cho quá trình cắt, khắc laser kim loại. Sau đó các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng dùng khí Nitơ sẽ cho chất lượng đường cắt cao hơn. Nhất là với các bề mặt yêu cầu không bị Oxy hóa như: Inox, Nhôm, Đồng, Niken…

Sử dụng Nitơ để cắt khắc laser sẽ cho sản phẩm có các cạnh sáng bóng, sắc nét, không bị cháy cạnh, bavia. Từ đó đáp ứng được trong các ngành công nghiệp đòi hỏi chất lượng và độ chính xác cao. Tuy nhiên áp suất khí N2 sử dụng phải lớn từ 17 – 20 bar. Độ tinh khiết phải đạt từ 99.995% trở lên. Nếu áp suất không đủ thì đường cắt không đẹp, có nhiều bavia. Nếu độ tinh khiết thấp thì đường cắt xấu và dễ bị ố vàng.

Đường cắt có độ sáng bóng và mạch cắt đẹp khi gia công bằng khí N2
Đường cắt có độ sáng bóng và mạch cắt đẹp khi gia công bằng khí N2

Nitơ cũng được dùng để cắt sắt và thép carbon mỏng để có chất lượng đường cắt tốt hơn. Nhưng do chi phí cao nên Nitơ rất ít khi được sử dụng để cắt săt và thép carbon thấp.

Xem thêm: Có mấy phương pháp cắt kim loại tấm

Khí Nén

Trong khi khí Nitơ được sử dụng để đảm bảo chất lượng mạch cắt. Khí nén lại được chứng minh là một giải pháp thay thế hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Điều này không đồng nghĩa với việc thay đổi hoàn toàn khí Nitơ và Oxy bằng khí nén. Khí nén bao gồm N2 và một số khí khác. Mục tiêu của việc cắt, khắc với khí nén là tận dụng được ưu thế cắt của khí Nitơ, đồng thời tận dụng các lợi ích bổ sung của việc thay thế khí pha loãng hơn.

Việc cắt khắc laser bằng khí nén đã xuất hiện gần 20 năm trờ lại đây. So với Nitơ, chất lượng mạch cắt của khí nén không thể đẹp bằng. Nhưng sử dụng Nitơ khá tốn kém. Trong gia công, chi phí của  khí sử dụng trong cắt laser có thể chiếm tới 90% tổng chi phí vận hành. Vì thế sử dụng khí nén là biện pháp tiết kiệm chi phí hơn rất nhiều.

Vì sao lựa chọn khí hỗ trợ trong cắt laser lại quan trọng?

Cắt laser là một quá trình gia công nhiệt. Trong đó chùm tia laser đóng vai trò chính. Các thông số khác được sử dụng trong quy trình này, chẳng hạn như công suất laser, loại khí hỗ trợ… sẽ tác động đáng kể đến chất lượng chung và thời gian xử lý trong quá trình vận hành cắt.

Khí sử dụng trong cắt laser phổ biến nhất hiện nay là khí Oxy và Nitơ. Lựa chọn khí nào phải phụ thuộc vào loại vật liệu được cắt, độ dày của nó và yêu cầu về chất lượng cạnh cắt.

Ví dụ:

Để cắt các tấm kim loại như sắt, thép đòi hỏi một lượng nhiệt năng đáng kể. Oxy sẽ hiệu quả hơn Nitơ rất nhiều. Vì nó giúp gia tăng nhiệt độ và tốc độ cắt nhờ phản ứng tỏa nhiệt với sắt. Đối với sắt và thép mỏng dưới 2mm thì lại không cần thiết. Bởi với lượng nhiệt tỏa ra quá lớn trong quá trình gia công sẽ làm cho chi tiết bị cháy cạnh, xám đen và mất góc. Nhưng khi gia công với máy cắt laser có công suất dưới 1500 watt, để có mạch cắt đẹp thì lại phải dùng khí Oxy dù chi tiết ấy không quá dày.

Khí Nitơ thường được sử dụng để có chất cạnh lượng cạnh cắt tuyệt vời. Hoặc để tăng tốc độ gia công. Nhưng như đã nói ở trên, chi phí cắt bằng khí N2 lại không hề rẻ.

Khi nào có thể cắt bằng khí Nitơ? Khi nào thì nên thay thế bởi Khí nén hoặc khí Oxy? Rõ ràng chúng ta luôn phải đứng trước những lựa chọn để có được lợi ích tốt nhất cho công việc của mình.

Làm thế nào để có được lựa chọn phù hợp nhất?

Lựa chọn khí hỗ trợ để gia công cắt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau
Lựa chọn khí hỗ trợ để gia công cắt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau

Sự phát triển của công nghệ và việc tìm ra nhiều khí hỗ trợ trong cắt laser đã mang đến cho người dùng laser nhiều sự lựa chọn. Tuy nhiên điều này lại khiến chúng ta đứng trước những khó khăn về bài toán hiệu quả sản suất. Vì vậy, để đưa ra quyết định đúng đắn các bạn có thể cân nhắc các yếu tố về:

  • Tốc độ gia công.
  • Chất lượng cạnh cắt, nguồn nhân lực xử lý sau khâu gia công.
  • Độ dày vật liệu.
  • Chi phí vận hành và giá cả gia công.

>>Xem thêm: Công nghệ cắt laser và cắt plasma khác nhau như thế nào

Tốc độ gia công

Khí Oxy khi gia công cắt laser CNC sẽ bị giới hạn bởi công xuất của máy cắt laser. Trong khi đó khí N2 thì không. Thực tế chứng minh khi cắt thép mỏng. Nếu với cùng một công suất xử lý của máy thì việc sử dụng khí Nitơ  để cắt cho tốc độ gia công nhanh gấp 3 đến 4 lần so với khi sử dụng khí Oxy. Khí Nitơ cũng không bị giới hạn đối với các tấm kim loại mỏng khác. Nhưng với các vật liệu dày hơn đặc biệt là sắt và thép thì tốc độ xử lý của Oxy lại nhanh hơn Nitơ gấp nhiều lần.

Chất lượng cạnh cắt

Nếu chất lượng cạnh cắt là yếu tố tiên quyết thì Nitơ là lựa chọn tốt nhất. Cắt laser bằng khí Nitơ sẽ cho chất lượng đường cắt vượt trội, không bavia và không bị rơ trục. Các cạnh này rất dễ sơn hoặc hàn mà không cần đến bất kỳ hoạt động thứ cấp nào như mài via, đánh bóng. Trong khi đó nếu dùng Oxy thì sẽ để lại vết nhám đen, bavia và rỉ sắt do sự hình thành oxit sắt trong quá trình cắt. Từ đó tốn thêm chi phí cho lao động gián tiếp và các công cụ xử lý cạnh cắt. Đồng thời mạch cắt không đẹp ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Độ dày vật liệu

Đối với chi tiết mỏng, lựa chọn khí cắt laser nào phụ thuộc vào chất lượng đường cắt hoặc chi phí gia công. Nhưng khi độ dày vật liệu tăng lên, quyết định dần trở nên khó khăn hơn. Với kim loại có độ dày từ 16mm trở lên. Người gia công laser sẽ phải cân nhắc chi phí của các hoạt động làm sạch thứ cấp khi cắt bằng Oxy với chi phí khí Nitơ cái nào hiệu quả hơn. Hơn nữa trong một số trường hợp, vật liệu quá dày thì Oxy mới là lựa chọn phụ hợp nhờ ưu thế tỏa nhiệt. Vì thế rõ ràng độ dày vật liệu sẽ quyết định đến khí được sử dụng trong cắt laser một cách phù hợp.

Một chi tiết dày 25mm gia công bằng khí O2 tại Alpha Tech
Đường cắt sắt dày 25mm bằng khí O2 của máy laser fiber

Chi phí và giá thành cắt laser

Để giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất lao động và hiệu quả làm việc. Thì Oxy và khí nén sẽ là những lựa chọn hàng đầu. Mặc dù đây không phải là hai loại khí tốt nhất. Nhưng việc sử dụng hai khí cắt laser này sẽ mang lại những cải tiến về năng suất. Đồng thời giảm chi phí giá thành cắt laser một cách đáng kể. Nhất là với các vật liệu không đòi hỏi cao về mạch cắt.

Xem thêm về: Sản xuất cơ khí là gì

Kết luận

Những thông tin trên chắc hẳn bạn đã hiểu rõ được các loại khí hỗ trợ trong cắt laser là gì? Đồng thời có được những thông tin hữu ích để phục vụ cho công việc của mình. Nếu bạn còn bất cứ thắc mắc nào về hệ thống khí nén sử dụng trong gia công cắt laser kim loại. Hoặc cần lựa chọn một loại khí cắt laser phù hợp. Hãy liên lạc với chúng tôi. Đưa ra được những lời khuyên cũng như được trao đổi thêm về các công nghệ gia công chế tạo chính là một niềm hạnh phúc lớn của Cơ khí Alpha Tech.

Và tất nhiên, nếu như bạn đang có nhu cầu về gia công cắt laser bằng khí Oxy hoặc gia công cắt laser bằng khí N2. Bạn cũng có thể liên hệ với chúng tôi. Là đơn vị gia công kim loại tấm hàng đầu tại Hà Nội. Chúng tôi sẽ mang đến sự phục vụ tốt nhất và uy tín nhất dành cho bạn.

Thông tin liên hệ Alpha Tech:

  • Địa chỉ: Lô 3 – Khu công nghiệp Di Trạch – Hoài Đức – Hà Nội – Việt Nam.
  • Số điện thoại: 0902 132 912 – 024 3200 8308
  • Email: Kinhdoanh@alpha-tech.vn  –  Lamnn@alpha-tech.vn

    Leave a Reply

    Your email address will not be published.*