激光切割設(shè)備在智能裝備制造環(huán)節(jié)中必不可少，也是國(guó)內(nèi)制造走向高端化、智能化的關(guān)鍵角色。目前激光切割技術(shù)的新市場(chǎng)朝著高精度作業(yè)領(lǐng)域發(fā)展，激光切割的切口寬窄度和切口表面粗糙度等控制精度更高。由于其獨(dú)特的加工優(yōu)勢(shì)，加工成本大幅下降，目前特別是在鈑金加工行業(yè)中已取代傳統(tǒng)加工方式。而使用壓縮空氣作為輔助氣體因?yàn)槠涑杀镜?，已?jīng)被廣泛應(yīng)用在激光行業(yè)中。
工作原理
發(fā)振器產(chǎn)生的激光通過(guò)透鏡后，被匯聚于一點(diǎn)形成極小的光斑，用過(guò)精確控制透鏡與板材的距離，保證激光光斑穩(wěn)定在材料厚度方向上的某一位置，此時(shí)由于透鏡的匯聚作用，光斑處聚集了功率密度非常大的激光能量，功率密度通常能達(dá)到106-109W/cm2，材料吸收光斑能量后瞬間熔化，同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流去除熔融物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)割開(kāi)工件，激光切割屬于熱切割方法。激光切割可分為激化切割、激光熔化切割、激光氧助熔化切割和控制斷裂切割四種。
輔助原理
激光切割輔助氣體的作用主要：助燃及散熱、及時(shí)吹掉切割產(chǎn)生的熔漬、防止切割熔漬向上反彈進(jìn)入噴嘴、保護(hù)聚焦透鏡等。根據(jù)被切割材料的不同，結(jié)合激光切割機(jī)的功率，選擇不同的激光切割工藝，輔助氣體的選擇也不盡相同。不同種類輔助氣體的特點(diǎn)、用途和適用范圍如下：
氧氣作為輔助氣體時(shí)，在吹離熔化金屬液體的同時(shí)，還會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)促進(jìn)金屬吸熱熔化，從而實(shí)現(xiàn)更厚材料的熔化，這一過(guò)程會(huì)明顯提高激光的加工能力。但同時(shí)也是由于氧氣的存在，會(huì)使材料的切斷面發(fā)生明顯氧化，而且對(duì)切斷面周?chē)牧袭a(chǎn)生淬火效應(yīng)，提高了這部分材料的硬度，對(duì)后續(xù)加工造成一定的影響。
氮?dú)庾鳛檩o助氣體時(shí)，會(huì)在熔化金屬液體周?chē)纬杀Ｗo(hù)氛圍，防止材料被氧化，從而保證切斷面品質(zhì)。但同時(shí)由于氮?dú)鉀](méi)有氧化能力無(wú)法增強(qiáng)熱量傳遞，就不會(huì)像氧氣那樣幫助提高切割能力。另外由于氮?dú)庾鳛檩o助氣體時(shí)，氮?dú)庀牧亢艽螅斐汕懈畛杀颈仁褂闷渌麣怏w時(shí)有所升高。
壓縮空氣作為輔助氣體切割時(shí)，氮?dú)饧s占78%，氧氣約占21%，由于氧氣的存在使得切割斷面必然要發(fā)生氧化反應(yīng)，但同時(shí)由于大量氮?dú)獾拇嬖?，氧氣帶?lái)的氧化反應(yīng)又不足以增強(qiáng)熱量傳遞，切割能力不會(huì)提高，因此可以將空氣切割效果理解為介乎于氮?dú)馇懈詈脱鯕馇懈钪g，而好處是空氣切割的成本非常低，所以成本就是空壓機(jī)為提供空氣而造成的電力消耗。
氬氣為惰性氣體，在激光切割中能起到防止氧化和氮化的作用，在溶接中也可以使用。但是氬氣價(jià)格比氮?dú)飧?，一般普通激光切割采用氬氣及不劃算。氬氣切割主要用于鈦及鈦合金等。氬氣切割的切口端面發(fā)白。
壓力
激光切割機(jī)配套空氣壓縮機(jī)能切割多厚的板材這樣的問(wèn)題，主要取決于激光功率。如果激光功率足夠大，壓縮空氣壓力低一點(diǎn)也能切割；如果激光功率不夠大，壓縮空氣壓力再高也切割不了。只要激光功率足夠大，壓縮空氣壓力越高，激光切割質(zhì)量越好，切割效率越高。隨著激光切割空壓機(jī)功率從小功率向中功率再向大功率以至超大功率發(fā)展，配套激光切割機(jī)的空氣壓縮機(jī)的壓力的要求也從開(kāi)始的8bar 提高到兩年前的12.5bar，再提高到現(xiàn)在的15bar，并且還在進(jìn)一步往20-30bar發(fā)展。
流量：
流量的大小主要看噴嘴的大小。噴嘴占到用氣量的80-90%，激光切割機(jī)的噴頭有好多個(gè)規(guī)格，常見(jiàn)的有1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0等。流量的確定可以通過(guò)噴嘴流量計(jì)算或者直接咨詢激光切割機(jī)廠家。
品質(zhì)：
壓縮空氣的品質(zhì)對(duì)激光切割質(zhì)量有非常直接的影響。壓縮空氣中含有水霧和油，如果沒(méi)有處理干凈，高壓噴射到激光切割頭的保護(hù)鏡面上，就會(huì)嚴(yán)重影響激光束的傳輸，使焦點(diǎn)分散，造成產(chǎn)品切不透，產(chǎn)生廢品。如果是超大功率激光切割機(jī)，只要保護(hù)鏡面或噴嘴表面粘上一點(diǎn)點(diǎn)極細(xì)微的油膜或水霧，也有可能造成高能激光發(fā)射燒壞激光頭。
