激光切割是一种精确高效的制造技术，广泛应用于金属、非金属和合金材料的切割。在切割过程中，往往需要用到辅助气体，其中氮气是比较常用的一种气体。那么它在激光切割中的作用是什么呢？
 

　　为什么激光切割中使用氮气？
 

　　氮气是一种常见的气体，不易燃烧、氧化，且不易与大多数材料发生反应。对于碳钢、不锈钢等金属材料的切割，氮气作为辅助气体可获得高质量的切割。
 

　　01抗氧化：氮气作为一种惰性气体，这意味着在通常的切割条件下，它不会与其他物质发生反应。当用于激光切割时，它会置换切割区域周围的氧气，防止氧化，并确保切割边缘保持清洁，无变色或生锈。防止氧化有助于保持金属的品质和特性。
 

　　02均匀切割：使用高纯度氮气可确保一致的切割环境，提供质量一致的均匀切割，这对于高精度应用至关重要。此外，氮气的稳定性和可预测的环境有助于实现重复的高质量切割，这对生产和制造过程很关键。
 

　　03切割速度：与氧气等气体相比，氮气可以实现更快的切割速度，其惰性、非反应性的特点可以防止与金属发生额外的热反应，从而实现更高效、快速的切割操作。
 

　　04更高的切割边缘质量：使用氮气可以使切割边缘更光滑、更清洁。它有助于控制切割过程中的热效应，降低弯曲或热损坏的风险，避免产生过多的切割残渣和毛刺，这带来高质量的切割，减少不必要的后处理。
 

　　激光切割中使用氮气需要注意的安全事项:
 

　　虽然在激光切割中使用氮气的好处很多——从抗氧化和更高的切割速度到更好的边缘品质和一致性——但解决与使用氮气相关的安全问题同样重要。了解这些优势有助于我们认识到氮气为这一过程带来的价值，但对潜在风险的认识对于确保安全的工作环境至关重要。
 

　　01窒息危险
 

　　氮气可以取代空气中的氧气，导致密闭空间内的窒息危险。且无色无味，因此泄漏容易被忽视。适当的通风和氧气监测对于防止工作场所缺氧至关重要。
 

　　02高压
 

　　氮气通常储存在高压气瓶中。搬运或储存不当会导致事故或气瓶破裂。
 

　　03冷灼伤
 

　　如果液氮或加压容器中的氮气接触到皮肤，可能会导致冷灼伤或冻伤。处理氮气时，应佩戴合适的个人防护装备。
 

　　04火灾危险
 

　　激光切割涉及高温和火花，这会点燃易燃材料，如果过程中氧过量，会增加火灾风险；而氧过少会导致不全燃烧，从而导致一氧化碳等有毒气体的积聚。
 

　　PST旗下品牌恩特龙的Gasenz氧分析仪旨在监测任何因氮气、氩气或二氧化碳等气体的存在而可能发生窒息危险的工作环境，指示大气是否存在缺氧现象。
 

　　氮气的纯度重要吗？
 

　　对于激光切割，氮气的纯度通常需要非常高。所需的纯度水平通常取决于具体应用和所进行的激光切割类型。高纯度氮气很重要的原因如下：
 

　　01工业激光切割
 

　　对于一般的工业激光切割应用，通常使用纯度为99.95%(3.5级)或更高的氮气。这种纯度足以防止切割边缘的氧化，否则会导致变色和腐蚀。
 

　　02高精度激光切割
 

　　对于需要更精确和高质量切割的应用，可能需要99.99%(4.0级)甚至99.999%(5.0级)的更高纯度。高纯度氮气几乎消除了所有杂质，大大降低了切割边缘出现任何缺陷的可能性。
 

　　03激光光学和喷嘴寿命
 

　　使用高纯度氮气可以降低激光光学元件和喷嘴污染的风险。这有助于保持机器的效率，延长这些部件的寿命，降低维护成本和停机时间。低纯度氮气中的杂质会导致光学元件和喷嘴上的残留物堆积，从而导致频繁的清洁或更换。
 

　　04材料兼容性
 

　　高纯度氮气对于切割钛等活性金属至关重要，即使少量的氧气也会导致不必要的化学反应和切割质量差。
 

　　05成本效益
 

　　虽然更昂贵，但高纯度氮气可以通过提高切割速度、减少返工和延长机器部件的寿命来节省整体成本。较低纯度的氮气虽然更便宜，但有可能降低切割质量、切割速度和增加维护成本，从而抵消了任何初始成本的节约。
 

　　激光切割应用中氮纯度的监测:
 

　　监测氮气纯度的有效方法之一是使用氧分析仪。这些装置可以测量氮气流中的氧浓度。通过检测和量化氧气水平，分析仪可以间接而准确地测量氮气的纯度。在激光切割中，使用氧分析仪进行定期监测，确保氮气保持在所需的纯度规格范围内，确保一致的切割性能。PST氧分析仪PST旗下品牌恩特龙、AII提供一系列氧传感器/变送器/分析仪，可以应用于不同的工况。对于激光切割应用中测量氧的需求，如下氧分析仪供您参考。