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No corte a laser, a escolha de nitrogênio (N₂) e oxigênio (O₂) depende principalmente do tipo de material a ser cortado, de corte requisitos de qualidade e custo -benefício. A seguir, é apresentada uma análise comparativa dos dois e sugestões para cenários aplicáveis:

A aplicabilidade do nitrogênio (n₂)

Vantagens:

1. Sem corte de oxidação

- Materiais aplicáveis: aço inoxidável, alumínio, liga de titânio, latão e outros metais não ferrosos ou materiais altos reflexivos.

- Efeito: O nitrogênio como gás inerte pode impedir a reação de oxidação entre o material e o oxigênio durante o processo de corte, e a borda da incisão é lisa e nenhuma camada de óxido, reduzindo a necessidade de moagem ou pintura subsequente.

2. Alta qualidade da superfície

- Superfície de corte limpo, adequado para usinagem de precisão com requisitos rígidos de superfície (como equipamentos médicos, peças eletrônicas de produtos).

3. Evite resíduos de escória

- O nitrogênio de alta pureza (mais de 99,9%) pode efetivamente soprar metal fundido sob alta pressão, reduzindo a adesão da escória.

Contras:

1. Alto custo

- O grande consumo de nitrogênio (alta pressão, alto fluxo) e nitrogênio de alta pureza são caros, especialmente para custos espessos de corte de placas aumentados significativamente.

2. A velocidade de corte é lenta

- Nenhuma reação exotérmica, completamente dependente da energia do laser para derreter o material, a velocidade de corte é menor que o corte assistido por oxigênio.

Segundo, a aplicabilidade do oxigênio (O2)

Vantagens:

1. A reação exotérmica acelera o corte

- Material aplicável: aço carbono (como aço baixo carbono, aço de carbono médio)

- Princípio: o oxigênio reage com oxidação de metal de alta temperatura (Fe + O₂ → FeO + calor), liberando energia térmica adicional e aumentando significativamente a velocidade de corte (30% a 50% mais rápido que o nitrogênio).

2. Boa economia

- baixo custo de oxigênio e, devido à liberação de calor da reação, pode reduzir os requisitos de energia do laser, adequados para o processamento de aço carbono de alto volume.

3. Vantagens de corte de placa grossa

- Para placas espessas de aço carbono (como mais de 20 mm), a assistência ao oxigênio pode efetivamente penetrar e manter a eficiência de corte.

Contras:

1. Problema de oxidação

- A borda do corte formará uma camada de óxido (preta ou amarela), exigindo tratamento subsequente (como moagem, pintura), afetando a qualidade da superfície.

2. Não aplicável a metais não ferrosos

- Alumínio, aço inoxidável e outros materiais cortados em oxigênio tendem a produzir óxidos de alto ponto de fusão (como Al₂o₃), resultando em baixa qualidade de corte ou até falha.

Iii. Outras precauções

1. Requisitos de pureza do gás

- Nitrogênio: ≥99,9% (recomendado para corte de aço inoxidável mais de 99,99%).

- Oxigênio: pureza ≥99,5% para evitar impurezas que afetam a eficiência da reação.

2. Pressão e fluxo do gás

O nitrogênio geralmente requer uma pressão mais alta (por exemplo, 20 a 30 bar) para soprar o fundido.

- baixa pressão de oxigênio (por exemplo, 10 a 15 bar), mas sujeita ao ajuste da espessura do material.

3. Alternativas

- Corte de ar: o menor custo, mas apenas adequado para o aço de carbono fino ou a qualidade da cena não é alta, a oxidação da incisão é óbvia.

- Gás misto: alguns cenários usam a mistura de nitrogênio-oxigênio (como o corte de folha galvanizada), a velocidade de equilíbrio e os problemas de oxidação.

Resumindo:

- Nitrogênio: se o material de corte for de metal não ferroso, como aço inoxidável ou alumínio, ou o acabamento da incisão é necessário (como peças de aparência e peças de precisão).

Escolha oxigênio: se cortar aço carbono e buscar vantagens de eficiência e custo, especialmente adequado para processamento de placas espessas.

-Trade-off entre economia e qualidade: o nitrogênio é preferido para produtos de alto valor agregado, o oxigênio é preferido para o processamento de aço carbono de alto volume.

A seleção flexível de gás de acordo com as necessidades específicas pode melhorar significativamente a eficiência de corte a laser e os custos de controle.

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