激光切割是一種精確高效的制造技術(shù)，廣泛應(yīng)用于金屬、非金屬和合金材料的切割。在切割過程中，往往需要用到輔助氣體，其中氮氣是比較常用的一種氣體。那么它在激光切割中的作用是什么呢？
為什么激光切割中使用氮氣？
氮氣是一種常見的氣體，不易燃燒、氧化，且不易與大多數(shù)材料發(fā)生反應(yīng)。對于碳鋼、不銹鋼等金屬材料的切割，氮氣作為輔助氣體可獲得高質(zhì)量的切割。
01抗氧化：氮氣作為一種惰性氣體，這意味著在通常的切割條件下，它不會與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)用于激光切割時，它會置換切割區(qū)域周圍的氧氣，防止氧化，并確保切割邊緣保持清潔，無變色或生銹。防止氧化有助于保持金屬的品質(zhì)和特性。
02均勻切割：使用高純度氮氣可確保一致的切割環(huán)境，提供質(zhì)量一致的均勻切割，這對于高精度應(yīng)用至關(guān)重要。此外，氮氣的穩(wěn)定性和可預(yù)測的環(huán)境有助于實現(xiàn)重復(fù)的高質(zhì)量切割，這對生產(chǎn)和制造過程很關(guān)鍵。
03切割速度：與氧氣等氣體相比，氮氣可以實現(xiàn)更快的切割速度，其惰性、非反應(yīng)性的特點可以防止與金屬發(fā)生額外的熱反應(yīng)，從而實現(xiàn)更高效、快速的切割操作。
04更高的切割邊緣質(zhì)量：使用氮氣可以使切割邊緣更光滑、更清潔。它有助于控制切割過程中的熱效應(yīng)，降低彎曲或熱損壞的風(fēng)險，避免產(chǎn)生過多的切割殘渣和毛刺，這帶來高質(zhì)量的切割，減少不必要的后處理。
激光切割中使用氮氣需要注意的安全事項:
雖然在激光切割中使用氮氣的好處很多——從抗氧化和更高的切割速度到更好的邊緣品質(zhì)和一致性——但解決與使用氮氣相關(guān)的安全問題同樣重要。了解這些優(yōu)勢有助于我們認識到氮氣為這一過程帶來的價值，但對潛在風(fēng)險的認識對于確保安全的工作環(huán)境至關(guān)重要。
01窒息危險
氮氣可以取代空氣中的氧氣，導(dǎo)致密閉空間內(nèi)的窒息危險。且無色無味，因此泄漏容易被忽視。適當(dāng)?shù)耐L(fēng)和氧氣監(jiān)測對于防止工作場所缺氧至關(guān)重要。
02高壓
氮氣通常儲存在高壓氣瓶中。搬運或儲存不當(dāng)會導(dǎo)致事故或氣瓶破裂。
03冷灼傷
如果液氮或加壓容器中的氮氣接觸到皮膚，可能會導(dǎo)致冷灼傷或凍傷。處理氮氣時，應(yīng)佩戴合適的個人防護裝備。
04火災(zāi)危險
激光切割涉及高溫和火花，這會點燃易燃材料，如果過程中氧過量，會增加火災(zāi)風(fēng)險；而氧過少會導(dǎo)致不全燃燒，從而導(dǎo)致一氧化碳等有毒氣體的積聚。
PST旗下品牌恩特龍的Gasenz氧分析儀旨在監(jiān)測任何因氮氣、氬氣或二氧化碳等氣體的存在而可能發(fā)生窒息危險的工作環(huán)境，指示大氣是否存在缺氧現(xiàn)象。
氮氣的純度重要嗎？
對于激光切割，氮氣的純度通常需要非常高。所需的純度水平通常取決于具體應(yīng)用和所進行的激光切割類型。高純度氮氣很重要的原因如下：
01工業(yè)激光切割
對于一般的工業(yè)激光切割應(yīng)用，通常使用純度為99.95%(3.5級)或更高的氮氣。這種純度足以防止切割邊緣的氧化，否則會導(dǎo)致變色和腐蝕。
02高精度激光切割
對于需要更精確和高質(zhì)量切割的應(yīng)用，可能需要99.99%(4.0級)甚至99.999%(5.0級)的更高純度。高純度氮氣幾乎消除了所有雜質(zhì)，大大降低了切割邊緣出現(xiàn)任何缺陷的可能性。
03激光光學(xué)和噴嘴壽命
使用高純度氮氣可以降低激光光學(xué)元件和噴嘴污染的風(fēng)險。這有助于保持機器的效率，延長這些部件的壽命，降低維護成本和停機時間。低純度氮氣中的雜質(zhì)會導(dǎo)致光學(xué)元件和噴嘴上的殘留物堆積，從而導(dǎo)致頻繁的清潔或更換。
04材料兼容性
高純度氮氣對于切割鈦等活性金屬至關(guān)重要，即使少量的氧氣也會導(dǎo)致不必要的化學(xué)反應(yīng)和切割質(zhì)量差。
05成本效益
雖然更昂貴，但高純度氮氣可以通過提高切割速度、減少返工和延長機器部件的壽命來節(jié)省整體成本。較低純度的氮氣雖然更便宜，但有可能降低切割質(zhì)量、切割速度和增加維護成本，從而抵消了任何初始成本的節(jié)約。
激光切割應(yīng)用中氮純度的監(jiān)測:
監(jiān)測氮氣純度的有效方法之一是使用氧分析儀。這些裝置可以測量氮氣流中的氧濃度。通過檢測和量化氧氣水平，分析儀可以間接而準確地測量氮氣的純度。在激光切割中，使用氧分析儀進行定期監(jiān)測，確保氮氣保持在所需的純度規(guī)格范圍內(nèi)，確保一致的切割性能。PST氧分析儀PST旗下品牌恩特龍、AII提供一系列氧傳感器/變送器/分析儀，可以應(yīng)用于不同的工況。對于激光切割應(yīng)用中測量氧的需求，如下氧分析儀供您參考。
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