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在激光切割中，氮（N₂）和氧（O₂）的选择主要取决于要切割的材料的类型，削减质量要求和成本效益。以下是对这两种情况的比较分析，并提出了适用方案的建议：

氮的适用性（N₂）

优点：

1。无氧化切割

- 适用的材料：不锈钢，铝，钛合金，黄铜和其他有色金属或高反射材料。

- 效果：氮作为惰性气体可以防止切割过程中材料和氧气之间的氧化反应，并且切口的边缘是光滑的，没有氧化物层，从而减少了随后的研磨或涂漆的需求。

2。高表面质量

- 清洁切割表面，适用于严格的表面要求（例如医疗设备，电子产品零件）的精确加工。

3。避免炉渣残留

- 高纯度氮（超过99.9％）可以在高压下有效地吹熔金属，从而减少炉渣粘附。

缺点：

1。成本高

- 大量的氮消耗（高压，高流量）和高纯度氮是昂贵的，尤其是对于较厚的板块削减成本大大增加。

2。切割速度很慢

- 没有放热反应，完全取决于激光能量以融化材料，切割速度低于氧气辅助切割。

其次，氧气的适用性（O2）

优点：

1。放热反应加速切割

- 适用的材料：碳钢（例如低碳钢，中碳钢）

- 原理：氧与高温金属氧化（Fe +O₂→FeO +热）反应，释放出额外的热能并显着提高切割速度（比氮快30％至50％）。

2。良好的经济

- 氧气成本低，并且由于反应热量释放可以减少激光功率要求，适用于大容量的碳钢加工。

3。厚板切割的优势

- 对于厚碳钢板（例如20mm），氧气辅助可以有效地穿透并保持切割效率。

缺点：

1。氧化问题

- 切口的边缘将形成一个氧化物层（黑色或黄色），需要后续处理（例如磨削，绘画），影响表面质量。

2。不适用于非有产金属

- 铝，不锈钢和其他氧气切割的材料倾向于产生高熔点氧化物（例如Al₂o₃），导致切割质量或什至失效。

iii。其他预防措施

1。气体纯度要求

- 氮：≥99.9％（建议不锈钢切割超过99.99％）。

- 氧气：纯度≥99.5％，以避免影响反应效率的杂质。

2。气压和流动

氮通常需要更高的压力（例如20至30bar）才能吹走熔体。

- 氧气压力低（例如10至15bar），但要进行材料厚度调节。

3。替代方案

- 空气切割：最低的成本，但仅适用于薄碳钢或场景的质量不高，切口氧化很明显。

- 混合气体：某些情况使用氮气混合物（例如切割镀锌板），平衡速度和氧化问题。

总之：

- 氮：如果切割材料是非有产性金属，例如不锈钢或铝，或者需要切口饰面（例如外观零件和精密零件）。

选择氧气：如果切割碳钢并追求效率和成本优势，尤其适合厚板加工。

- 经济与质量之间的权衡：对于高增值产品而言，优选氮优选，对于高量碳钢加工而言，氧气是优选的。

根据特定需求选择柔性气体可以显着提高激光切割效率和控制成本。

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