在金屬切割領(lǐng)域,不同板材的特性(如導(dǎo)熱性、氧化敏感性、反射率)直接影響氣體選擇,進而決定切割質(zhì)量(掛渣量、切口氧化)、效率和成本。以下是針對常用金屬板材在不同切割技術(shù)(火焰切割、激光切割、等離子切割)下的氣體選擇建議及關(guān)鍵依據(jù):
一、碳鋼(低碳鋼)
1.火焰切割
推薦氣體:
丙烯或丙烷
說明:
丙烯切割時切口光滑平整、掛渣少且易清除,成本低于乙炔,安全性更高(爆炸極限范圍窄)。
丙烷適合厚板切割(>10mm),成本低且環(huán)保,但預(yù)熱時間比乙炔長。
2. 激光切割
推薦氣體:
氧氣(厚度>1mm):利用氧化反應(yīng)熱提升切割速度,切口呈暗黃色(輕微氧化)。
氮氣(厚度≤4mm):高壓切割可避免氧化,切口無掛渣,適合后續(xù)電鍍或焊接。
3.等離子切割
推薦氣體:
空氣或氧氣
說明:
空氣經(jīng)濟實用,切割速度快但切口質(zhì)量一般;氧氣更適用于厚板,需控制純度(≥99.5%)以防過度氧化。
二、不銹鋼
1.火焰切割
不推薦:
因鉻元素易氧化生成碳化鉻,導(dǎo)致切口耐腐蝕性下降,通常改用等離子或激光切割。
2.激光切割
推薦氣體:
氮氣(高純度≥99.9%):實現(xiàn)無氧化切割,切口銀白色,可直接焊接或涂覆。
氧氣:僅用于對切口氧化無要求的場景,速度較快但邊緣發(fā)黑。
3.等離子切割
推薦氣體:
氮氣+氫氣混合氣(典型比例 H? 35%)氬氣+氫氣
說明:
混合氣提高電弧穩(wěn)定性,減少掛渣,尤其適合厚度>70mm的板材。
三、鋁及鋁合金
1.火焰切割
難點:
鋁的高導(dǎo)熱性易導(dǎo)致切口不平整,通常不推薦火焰切割。
2.激光切割
推薦氣體:
氮氣(純度≥99.999%)
說明:
氮氣保護可防止氧化,切口光滑;需配備“反射吸收裝置”避免高反射率損傷激光頭。
空氣:經(jīng)濟替代方案,但切口微氧化(發(fā)黃),適合非精密件。
3.等離子切割
推薦氣體:
氬氣或氮氣
說明:
氬氣切割穩(wěn)定性高,掛渣少;氮氣適用于較厚板材(>25mm),需保證氣體干燥(水分≤0.01%)。
四、銅及銅合金(黃銅、紫銅)
1.激光切割
推薦氣體:
氧氣(紫銅厚度≤2mm):利用氧化反應(yīng)提升切割效率,但切口氧化明顯。
氮氣(黃銅厚度≤1mm):避免氧化,切口無毛刺,需高氣壓(≥20Bar)。
關(guān)鍵:必須配備“反射吸收裝置”防止激光反射損壞設(shè)備。
2.等離子切割
推薦氣體:
氮氣或氬氫混合氣
說明:
氮氣適用于中薄板;混合氣適合厚板,但成本較高。
五、其他材料
鈦合金:
激光切割:必須使用氬氣防止高溫氮化/氧化。
等離子切割:推薦氬氫混合氣保證切口潔凈。
鑄鐵:
等離子切割:選用氧氣加速燃燒熔渣。
不同切割技術(shù)下的氣體選擇總結(jié)表
材料類型 | 火焰切割 | 激光切割 | 等離子切割 |
碳鋼 | 丙烯、丙烷 | 氧氣、氮氣、空氣 | 空氣、氧氣 |
不銹鋼 | 不推薦 | 氮氣(無氧化)、 氧氣(快速) | 氮氣+氫氣、氬氣+氫氣 |
鋁及鋁合金 | 不推薦 | 氮氣(精密)、空氣(經(jīng)濟) | 氬氣、氮氣 |
銅及銅合金 | 有限使用 | 氧氣(紫銅)、氮氣(黃銅) | 氬氣、氮氣 |
鈦合金 | 不適用 | 氬氣 | 氬氫混合氣 |
操作建議1.純度與壓力:
激光切割用氮氣純度需≥99.9%,等離子切割氣體干燥度要求水分<0.01%。
氣體壓力不足會導(dǎo)致熔渣殘留(如激光切割碳鋼需氧氣壓力≥10Bar)。
2.經(jīng)濟性權(quán)衡:
空氣替代氮氣切割不銹鋼可降成本,但犧牲切口質(zhì)量。
丙烯比丙烷預(yù)熱快,綜合成本低于乙炔。
3.安全與環(huán)保:
丙烷、丙烯比乙炔更安全(爆炸極限窄),且污染小。
建議根據(jù)具體板材厚度、切割質(zhì)量要求(如是否需要無氧化切口)及設(shè)備條件,結(jié)合氣體成本和安全性進行綜合選擇。