Cắt Laser Fiber Inox Dùng Khí Gì? Cách Chọn Khí Cho Máy Cắt Laser

Để giải đáp cắt laser fiber inox dùng khí gì, khí Nitơ độ tinh khiết 99.999% là lựa chọn chuẩn xác nhất giúp mạch cắt sáng bóng và không bavia. Bài viết này hướng dẫn chi tiết cách chọn khí, cài đặt áp suất và xử lý triệt để các lỗi thường gặp tại xưởng.

Gia công kim loại tấm bằng máy cắt laser fiber ngày càng phổ biến trong các xưởng cơ khí chính xác. Khác với thép carbon thông thường, vật liệu Inox đòi hỏi tiêu chuẩn khắt khe về độ bóng và tính thẩm mỹ của mạch cắt. Việc hiểu rõ bản chất vật lý sẽ giúp kỹ sư lựa chọn đúng loại khí cắt laser inox cho từng đơn hàng.

Cơ chế cắt nóng chảy bằng khí trơ

Cắt laser fiber đối với thép không gỉ sử dụng cơ chế cắt nóng chảy hoàn toàn bằng năng lượng chùm tia. Nguồn laser hội tụ mật độ năng lượng cực lớn tại một điểm nhỏ làm kim loại nóng chảy tức thì.

Đồng thời, luồng khí phụ trợ áp suất cao thổi qua bép cắt để đẩy toàn bộ xỉ kim loại lỏng ra khỏi rãnh. Quá trình này không tạo ra phản ứng cháy tỏa nhiệt như khi cắt sắt bằng khí Oxy.

Phản ứng hóa học giữa Crom trong Inox và Oxy ở nhiệt độ cao

Vật liệu Inox chứa hàm lượng Crom và Niken rất cao để tạo ra lớp màng thụ động chống gỉ. Khi nhiệt độ vùng cắt vượt quá 1400 độ C, các nguyên tố kim loại này rất dễ phản ứng với Oxy trong không khí.

Nếu có mặt Oxy, Crom sẽ bị oxy hóa mãnh liệt tạo thành oxit Crom Cr2O3 và oxit sắt FeO màu đen sẫm. Lớp xỉ này bám rất chặt vào mép cắt, làm mất đi vẻ đẹp tự nhiên và phá hủy tính chống ăn mòn của sản phẩm.

Tiêu chuẩn của một đường cắt Inox đẹp chuẩn xưởng

Một mạch cắt Inox đạt chuẩn thẩm mỹ cao phải có bề mặt trắng sáng ánh kim và mép cắt phẳng mịn. Đường cắt không được xuất hiện bavia dính dưới đáy phôi để giảm bớt nhân công mài bavia.

Đường cắt Inox sạch bavia sau khi cắt laser bằng khí Nitơ sẽ giúp công đoạn ghép nối dễ dàng hơn rất nhiều. Bạn có thể tìm hiểu thêm bài hướng dẫn hàn TIG dùng khí gì để nắm rõ kỹ thuật điều chỉnh khí bảo vệ giúp mối hàn sáng đẹp và không bị đen.

Trong thực tế sản xuất, thợ vận hành máy laser thường cân nhắc giữa 3 loại khí gồm khí Nitơ, khí nén cao áp và khí Oxy. Mỗi loại khí đều có ưu điểm và mức chi phí vận hành riêng biệt.

Khí Nitơ tinh khiết cho vết cắt sáng bóng và không bị gỉ sét

Khí Nitơ là sự lựa chọn số một cho các sản phẩm Inox yêu cầu tính thẩm mỹ cao. Khí Nitơ hoàn toàn trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ cao, đóng vai trò như lớp chắn ngăn không khí tiếp xúc với rãnh cắt.

Mép cắt sau khi gia công bằng khí Nitơ luôn giữ được màu trắng sáng tự nhiên của Inox. Sản phẩm có thể chuyển thẳng sang công đoạn uốn gấp hoặc hàn ghép mà không cần xử lý bề mặt.

Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi áp suất khí rất cao từ 14 bar đến 22 bar và tiêu hao lưu lượng khí lớn. Chi phí khí Nitơ sẽ cao hơn so với việc dùng khí nén thông thường.

Khí nén cao áp giúp tiết kiệm chi phí cho các chi tiết không lộ

Khí nén cao áp là giải pháp kinh tế được nhiều xưởng gia công kim loại tấm áp dụng. Khí nén được lấy trực tiếp từ máy nén khí trục vít, sau đó đi qua hệ thống sấy lạnh và lọc bụi dầu ở áp suất 16 bar đến 20 bar.

Chi phí cắt bằng khí nén rất rẻ vì xưởng chỉ tốn chi phí điện năng vận hành máy móc. Tốc độ cắt của khí nén trên các tấm Inox mỏng tương đương hoặc nhanh hơn so với khí Nitơ.

Mặc dù vậy, trong khí nén vẫn chứa khoảng 21% Oxy tự nhiên. Lượng Oxy này khiến mép cắt Inox bị ngả màu vàng nhạt hoặc xám tro nhẹ.

Giải pháp cắt bằng khí nén rất thích hợp cho phôi Inox làm khung vỏ kết cấu bên trong. Đối với các kết cấu này, xưởng thường chuyển sang hàn bán tự động để tăng tốc độ thi công. Bạn có thể tham khảo bài phân tích nên dùng khí Argon hay khí CO2 để hàn MIG để lựa chọn tỷ lệ khí trộn kinh tế nhất.

Khí Oxy và những trường hợp không nên áp dụng cho Inox

Khí Oxy hoạt động như một chất xúc tác cháy tỏa nhiệt cực mạnh khi tiếp xúc với kim loại nóng chảy. Phản ứng cháy giúp máy laser cắt đứt các tấm kim loại dày với áp suất khí rất nhỏ từ 0.5 bar đến 3.0 bar.

Thợ cơ khí tuyệt đối không nên dùng khí Oxy để cắt Inox tấm mỏng và vừa. Khí Oxy sẽ làm cháy đen toàn bộ cạnh cắt, tạo rãnh cắt rộng và để lại lớp bavia rất cứng dưới đáy phôi.

Trường hợp duy nhất có thể dùng Oxy là khi cần cắt tấm Inox dày trên 16mm mà công suất nguồn laser không đủ lớn để cắt bằng Nitơ. Khi đó, xưởng bắt buộc phải chấp nhận tốn thêm nhân công mài phẳng lại toàn bộ cạnh cắt.

(Nguồn trích dẫn: Tổng hợp theo dữ liệu thử nghiệm của Hiệp hội Khí Nén và Khí Công Nghiệp CGA kết hợp thực tế gia công kim loại tấm tại xưởng cơ khí).

Độ tinh khiết của khí Nitơ đóng vai trò quyết định đến 90% độ sáng bóng của vết cắt Inox. Nhiều xưởng cơ khí gặp tình trạng cắt Inox bị ố đen nhưng không rõ nguyên nhân xuất phát từ chất lượng bình khí.

Sự khác biệt giữa Nitơ 99.99% và Nitơ 99.999%

Khí Nitơ công nghiệp 99.99% hay còn gọi là Nitơ 4.0 vẫn còn lẫn tới 100 ppm tạp chất Oxy. Khi cắt các tấm Inox mỏng dưới 2mm, lượng Oxy này có thể chưa gây ảnh hưởng rõ rệt.

Tuy nhiên, khi cắt các tấm Inox dày từ 3mm trở lên, tốc độ cắt chậm hơn sẽ tạo điều kiện cho Oxy phản ứng với Crom. Kết quả là mép cắt sẽ bị ố vàng, ngả xám và không đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.

Khí Nitơ tinh khiết 99.999% hay Nitơ 5.0 kiểm soát hàm lượng Oxy dưới mức 2 ppm. Dòng khí siêu sạch này đảm bảo mép cắt luôn trắng sáng đồng đều ngay cả khi cắt tấm Inox dày đến 12mm.

Ảnh hưởng của điểm sương và độ ẩm trong đường ống cấp khí

Điểm sương của khí Nitơ dùng cho máy cắt laser fiber bắt buộc phải đạt từ âm 60 độ C trở xuống. Độ khô của dòng khí giúp ngăn chặn hiện tượng ngưng tụ hơi nước trong đường ống.

Nếu khí bị nhiễm ẩm, hơi nước gặp chùm tia laser nhiệt độ cao sẽ bị phân tách thành Hydro và Oxy. Oxy sinh ra sẽ làm đen vết cắt, đồng thời hơi ẩm bắn ngược lên dễ làm nứt vỡ thấu kính bảo vệ của đầu cắt.

Quý xưởng có thể tham khảo dòng khí nitơ tinh khiết 99.999% chuyên dụng cắt laser do VSG GAS cung cấp để đảm bảo đường cắt luôn đạt độ bóng hoàn hảo.

Để tạo ra những đường cắt sắc nét, thợ vận hành cần kết hợp hài hòa giữa công suất nguồn, áp suất khí, loại bép cắt và tiêu cự Focus. Dưới đây là bảng thông số cài đặt thực chiến chuẩn xưởng:

Nguồn trích dẫn: Tham khảo theo tiêu chuẩn phân cấp chất lượng vết cắt nhiệt Tiêu chuẩn quốc tế ISO 9013 và cẩm nang vận hành nguồn laser fiber.

Quy tắc luôn sử dụng bép cắt đơn cho khí Nitơ

Bép cắt đơn được thiết kế với một lớp vách thẳng để luồng khí Nitơ thoát ra với vận tốc cực lớn. Thiết kế này tập trung lực thổi vào rãnh cắt hẹp để tống khứ kim loại lỏng.

Ngược lại, bép cắt đôi có cấu tạo giảm tốc khí, chỉ thích hợp cho khí Oxy khi cắt sắt. Nếu thợ dùng bép đôi để cắt Inox bằng khí Nitơ thì áp lực khí sẽ bị phân tán, khiến bavia dính chặt dưới đáy phôi.

Kỹ thuật cài đặt tiêu cự âm để mở rộng đáy rãnh cắt

Khác với cắt thép carbon luôn đặt tiêu cự dương trên mặt phôi, cắt Inox bằng khí Nitơ bắt buộc phải dùng tiêu cự âm. Tiêu cự âm nghĩa là điểm hội tụ nhỏ nhất của tia laser nằm sâu bên dưới bề mặt tấm Inox.

Việc đặt tiêu cự âm giúp đáy rãnh cắt được mở rộng hơn so với miệng rãnh. Rãnh cắt hình chữ V ngược tạo đường thoát cực kỳ thông thoáng cho luồng khí Nitơ đẩy xỉ lỏng ra ngoài.

Căn chỉnh tâm bép cắt chính xác tuyệt đối

Tâm lỗ bép cắt phải trùng khít hoàn toàn với tâm chùm tia laser hội tụ. Nếu tâm bép bị lệch dù chỉ 0.1mm, luồng khí Nitơ sẽ thổi vát sang một bên.

Hậu quả là chi tiết Inox sau khi cắt xong sẽ bị hiện tượng một bên cạnh cắt rất sạch nhưng bên đối diện lại dính đầy bavia. Thợ máy cần dán băng dính vào đầu bép và bắn thử tia laser để căn chỉnh đồng tâm trước mỗi ca làm việc.

Để duy trì chất lượng đường cắt sáng bóng và áp suất ổn định liên tục, việc lựa chọn nhà cung cấp khí uy tín là ưu tiên hàng đầu của mọi xưởng cơ khí. VSG GAS mang đến giải pháp cấp khí Nitơ chuyên nghiệp với đầy đủ quy cách bình chứa.

Cụm giá chai khí nén Nitơ cao áp dung tích 40L và 50L

Cụm giá chai hay còn gọi là rack bình khí gồm 8 bình, 12 bình hoặc 16 bình được liên kết qua hệ thống ống góp manifold chuyên dụng. Hệ thống này nạp áp suất cao từ 150 bar đến 200 bar, cung cấp lưu lượng khí dồi dào và áp suất cắt ổn định từ 18 bar đến 25 bar.

Đây là giải pháp hoàn hảo cho các xưởng gia công quy mô vừa và lớn chạy máy laser từ 3kW đến 12kW liên tục hai ca mỗi ngày. Hệ thống giúp xưởng không phải dừng máy đổi bình nhiều lần, nâng cao hiệu suất làm việc của công nhân.

Bình đơn khí Nitơ cao áp dung tích 10L, 40L và 50L

Đối với các xưởng cơ khí nhỏ hoặc các cơ sở có không gian hẹp, bình đơn Nitơ 40L và 50L nạp áp lực 150 bar đến 200 bar là lựa chọn vô cùng tiện lợi. Bình khí có nắp chụp bảo vệ van chắc chắn, dễ dàng di chuyển quanh khu vực xưởng.

Bên cạnh khí Nitơ cắt laser, việc trang bị nguồn khí trơ tinh khiết cho máy hàn xưởng cũng vô cùng quan trọng. Bạn có thể tham khảo địa chỉ mua bình khí Argon hàn TIG tinh khiết của VSG GAS để được giao hàng đồng bộ nhanh chóng.

Cam kết chất lượng dịch vụ từ VSG GAS

Khí Nitơ do VSG GAS phân phối đạt độ tinh khiết chuẩn 99.999% với điểm sương dưới âm 65 độ C. Mọi bình khí xuất xưởng đều được kiểm định an toàn nghiêm ngặt và đi kèm chứng chỉ chất lượng minh bạch.

Đội ngũ xe vận chuyển chuyên dụng sẵn sàng giao bình và đổi vỏ tận xưởng 24/7 tại khu vực TP.HCM, Bình Dương, Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu và các khu công nghiệp phía Nam.

Quý khách hàng có thể liên hệ trực tiếp đội ngũ kỹ sư khảo sát và tư vấn lắp đặt hệ thống dàn chai khí Nitơ cắt laser tiết kiệm nhất.

Cắt Inox tấm mỏng 1mm dùng khí nén có bị ngả vàng không?

Với tấm Inox mỏng 1mm, tốc độ cắt của máy rất nhanh nên thời gian kim loại tiếp xúc với nhiệt độ cao diễn ra rất ngắn. Nếu hệ thống khí nén có máy sấy lạnh và cụm lọc dầu hoạt động tốt thì mép cắt chỉ hơi ngả màu xám nhẹ. Mức độ này hoàn toàn có thể chấp nhận được cho các sản phẩm cơ khí thông thường không đòi hỏi độ bóng gương.

Vì sao cắt Inox bằng khí Nitơ lại tốn áp suất cao hơn cắt sắt bằng khí Oxy?

Cắt sắt bằng Oxy dựa vào phản ứng đốt cháy tỏa nhiệt để phá hủy kim loại nên chỉ cần áp suất nhẹ từ 0.5 bar đến 2.5 bar để dẫn dòng khí. Ngược lại, cắt Inox bằng Nitơ dựa hoàn toàn vào lực đẩy cơ học của dòng khí để tống khứ kim loại nóng chảy ra khỏi rãnh hẹp. Do đó, máy bắt buộc phải dùng áp suất cao từ 14 bar đến 22 bar mới đủ lực thổi sạch xỉ.

Cắt Inox có dán màng nilon bảo vệ cần lưu ý điều gì để không bám bavia?

Thợ máy nên kích hoạt chế độ bắn tia công suất thấp để đốt cháy làm bay hơi dải nilon dọc theo đường cắt trước. Sau khi lớp màng bảo vệ đã bay hơi sạch sẽ, máy mới tiến hành chạy đường cắt chính bằng khí Nitơ áp suất cao. Cách làm này giúp màng nilon không bị cháy khét quăn queo và dính xỉ bẩn vào bề mặt Inox.

Nên sử dụng bình đơn hay dàn cụm chai Nitơ cao áp cho máy cắt laser?

Nếu xưởng gia công không thường xuyên thì sử dụng bình đơn 40L hoặc 50L là phương án linh hoạt. Tuy nhiên, nếu xưởng chạy máy liên tục cả ngày thì nên lắp đặt cụm rack 8 đến 16 chai nén 200 bar của VSG GAS. Cụm rack chai giúp duy trì áp suất cắt luôn ổn định và tránh gián đoạn quy trình sản xuất của xưởng.

Việc nắm vững kiến thức cắt laser fiber inox dùng khí gì kết hợp cài đặt áp suất và tiêu cự chuẩn xác là chìa khóa để sở hữu những sản phẩm Inox sắc nét, sáng mịn không bavia. Sử dụng khí Nitơ tinh khiết 99.999% giúp xưởng nâng cao chất lượng gia công và khẳng định uy tín với khách hàng.

Nếu quý khách hàng cần tư vấn thêm về cắt laser fiber inox dùng khí gì hoặc nhận báo giá hệ thống cụm chai khí Nitơ chất lượng cao, hãy liên hệ ngay với đội ngũ chuyên gia của VSG GAS