Газы в лазерной резке выполняют ключевую роль: выдувают расплавленный материал из зоны реза, защищают обрабатываемую поверхность и регулируют термохимические реакции.
Выбор газа — не просто формальность, а важное решение, которое напрямую влияет на три основных параметра:
Неправильный выбор газа приводит к дефектам, ускоренному износу оборудования и финансовым потерям.
При резке с кислородом происходит экзотермическая реакция — металл активно окисляется в струе кислорода, выделяя дополнительное тепло, что повышает температуру в зоне реза и ускоряет процесс.
Азот создаёт инертную среду, выдувая расплавленный металл из зоны реза и предотвращая окисление и горение материала. В отличие от кислорода, азот не вступает в химические реакции с кромкой, сохраняя её в неизменном состоянии.
Аргон обладает высокой инертностью и является самым надёжным «щитком» от окисления при высоких температурах.
Сжатый воздух — это смесь азота (около 78%), кислорода (около 21%) и различных примесей. Он сочетает в себе свойства как резака, так и слабого окислителя и инертной среды.
Не существует "универсального" газа. Оптимальный выбор зависит от факторов:
Параметр | Кислород (O₂) | Азот (N₂, ≥99.95%) | Аргон (Ar) | Сжатый воздух |
---|---|---|---|---|
Материалы | Углеродистая сталь (все толщины) | Нержавеющая сталь, алюминий, латунь (до 20 мм) | Титан, никелевые сплавы, магний | Ст3сп, оцинкованная сталь (<5 мм) |
Кромка реза | Серая, с окалиной | Чистая, серебристая | Чистая, инертная | Серая, шероховатая |
Скорость резки | Максимальна на толстой стали | Высокая на нержавейке и алюминии | Средняя | Умеренная, ниже кислорода и азота |
Оксидный слой | Толстый | Отсутствует | Отсутствует | Средний/тонкий |
Стоимость газа | Низкая | Средняя/высокая | Высокая | Очень низкая |
Окалина | Значительная | Отсутствует | Отсутствует | Малая или средняя |
Недостатки | Окисление кромки | Высокое давление | Очень высокая цена | Низкое качество, износ оборудования |
Использование кислорода при резке нержавейки приводит к образованию тугоплавких оксидов хрома (Cr₃O₄), которые значительно ухудшают качество реза и требуют дорогостоящей зачистки перед сваркой. Азот же предотвращает окисление, благодаря чему кромка остаётся чистой и сразу пригодной для последующей сварки.
Строго не рекомендуется. Воздух содержит кислород и влагу, что вызывает образование шероховатой, окисленной и пористой кромки, особенно заметной при анодировании алюминия. Экономия на газе в итоге приводит к увеличению затрат на постобработку или к браку готовых изделий.
Медь обладает высокой теплопроводностью и сильно отражает инфракрасное излучение CO₂-лазеров, что затрудняет эффективный нагрев и резку. Аргон в этом случае эффективнее выдувает вязкий расплав меди из зоны реза и глубже проникает в разрез, обеспечивая стабильный и качественный процесс. Азот допустим для резки тонкой меди, однако кислород категорически не подходит из-за риска неконтролируемого горения и плавления металла.
Чистота азота особенно важна при резке нержавеющей стали, алюминия и меди. Азот с чистотой 99,5% содержит до 0,5% кислорода и влаги, что достаточно для образования окислов на кромке, что в итоге приводит к тусклому, шероховатому резу, непригодному для ответственных применений и последующей сварки. Для качественного инертного реза рекомендуется использовать азот чистотой не ниже 99,9% или выше — 99,995%.
Выбор газа для лазерной резки – инженерный компромисс между качеством кромки, скоростью работы и экономической эффективностью.
При выборе газа учитывайте:
Инвестиции в правильный газ почти всегда окупаются за счёт снижения брака, уменьшения затрат на постобработку и сокращения простоев оборудования.