CO2激光束通过喷嘴照射在资料外表，资料吸收能量后在到熔化状态，，辅佐气体将液态原料吹走。熔化区域随切开方向表逐步移动产生连续的切缝，这就是激光切开。在激光复合机APELIO 357 Ⅱ上开始运用氧气切开。2001年引进激光切开机BTL3000的一起也带来新的加工工艺氮气切开。采用氮气切开方法，不光提高了切开质量，并且扩展了加工规模。
一、氮气切开的特色
氮气切开的首要优势在于切开质量高，加工规模广，但也存在本钱高的缺陷。下面通过和氧气切开的比较来具体阐明上述特色。
1.设备简介
LBG氮气设备由蓝博净化科技出品，出口氮气流量10Nm3/h～500Nm3/h，氮气纯度99.9995%，氮气压力14kg～22kg，体系由压缩空气体系，空气净化体系，制氮设备及增压设备组成。
2.切开质量
根据运用的辅佐气体，激光切开可分为氧气、氮气两种切开方法。在氧气切开中氧气参加焚烧，熔化方位温度接近沸点。高温导致反应剧烈，无法确保断面润滑；别的加上氧化反应、增大的热影响区，使切开质量相对较差，简单呈现切缝宽、断面斜纹、外表粗糙度差及焊渣等质量缺陷。氮气切开中资料完全依托激光能量熔化，氮气吹出切缝并避免不合适的化学反应。熔点区域温度相对较低，加上氮气的冷却、维护作用，反应平稳、均匀，切开质量高。断面细腻润滑，外表粗糙度低，并且无氧化层。
3.切开本钱
高纯氮的价格是高纯氧的3倍。氧气切开气压要求（1～4）*105Pa，氮气则需求（10～140*105Pa。例如，切开2MM厚的不锈钢板，氧气需求压力4*105Pa、耗气量2.3m3/h，氮气则对应为14*105Pa、15.2m3/h。并且氮气切开时要求高功率，相应添加了能耗。氮气切开的综合本钱是氧气切开的15倍以上。
4.加工规模
氧气辅佐焚烧添加热量，提高了切开厚度。优势在于低本钱，首要运用于碳钢。氮气不辅佐焚烧，熔化区域温度较低，合适加工铝、黄铜等低熔点资料。氮气维护切缝不被氧化，还可用于不锈钢的无氧化切开，加工规模见表1。
表1 激光切开加工规模
资料
辅佐气体
大切开厚度/mm
碳钢
O2
16～20
不锈钢
O2
6～10
不锈钢
N2
8～12
硬铝
N2
4～8
软铝
N2
2～6
黄铜
N2
3～4
二、氮气切开要素
氮气切开因自身的特色，切开条件和氧气切开有着显着的差异。通过两年多的实践运用，咱们通过实践逐步掌握了氮气切开的要素。
1.气体参数
气压和喷嘴决定了堵截面的外表粗糙度、毛刺。恰当添加气压有利于排渣，但过大则会添加外表粗糙度值。氮气切开关于气体参数有如下要求：（1）气压 氮气不参加焚烧，用于吹掉相对温度较低的液态原料，需求（10～14）*105Pa的高气压。而氧气切开的压力一般不超过4*105Pa。（2） 喷嘴 氮气运用高压，要求较大的喷嘴直径以确保出气量。例如切开2mm厚的不锈钢，氧气运用喷嘴HK10（ø 10mm），氮气则要求HK15（ø15mm）。（3）纯度氮气纯度对切开质量有很大影响（见表2），所含氧气影响切开质量。而水分则会对激光器造成损害，因此气体等级至少应确保在4.5级。
2.切开参数
切开参数、加工程序彼此独立，方便了参数的调整。丰厚的参数可控制切开过程的各个方面，是决定切开质量的关键所在。氮气切开和氧气切开因加工方法上的差异，对下列切开参数有着不同的要求。
表2 氮气纯度和切开质量的关系
气体等级
气体纯度（%）
氧气含量*10-6
水含量*10-6
切开断面面质量
2.8
≥99.8
≤500
≤20
无氧气，外表微黄
3.5
≥99.95
≤100
≤10
无氧化，没有光泽
4.5
≥99.995
≤10
≤5
无氧化，断面亮光
5.0
≥99.9999
≤3
≤5
安全无氧化，断面有光泽
（1）速度 氮气切开只是依托激光熔化资料，需求时间较长，切开速度较氧气切开慢。
（2）功率 氮气切开要求高功率确保继续的村质熔化。一概在100左右。
（3）焦点方位 氮气切开完全依托激光能量，焦点下移可以增强光束能量，要求焦点接近板材的底端。氧气切开则要求焦点在板材外表。
（4）穿孔气压到切开气压的转化时间 氮气切开时穿孔气压为2*105Pa，和切开气压有很大差距。气压陡然上升简单导致激光断弧。供给几十毫秒的缓冲时间使气压平衡过渡，确保切开质量。氧气切开时穿孔气压和切开气压差距很小，不需求供给这个转化时间。
（5）加快因子 切开改变方向时的加快度。氮气切开时因能量需求添加，所以一般低于1m/s2，并且随厚度的添加而急剧下降。氧气切开时为一般1m/s2左右，并且不随厚度剧烈变化，而是小幅下降。
三、氮气切开的运用
氮气切开在实践生产中处理了许多加工难题，并且将加工规模扩展到了铝、黄铜等氧气切开很难加工的领域。下面介绍一下它在各种资料、领域中的运用。
1.碳钢
碳钢运用氧气切开。外表温度因为碳辅佐熔化、氧气助燃而非常高。当切开尖锐角、直径小于料厚的孔时，狭小的区域内会集了过多的热量，使切开质量无法确保。氮气不辅佐焚烧，加之具有的冷却作用，合适处理这类加工难题，可以提高产品质量。
2.不锈钢
从本钱考虑，切开边氧化不影响运用的不锈钢零件采用氧气切开。但不锈钢中合金元素Ni等的含量较大，熔化物粘度大，流动性差，氧气切开时较低的气压简单导致粘渣等质量缺陷。焊接不锈钢时氧化层严重影响焊接质量，特别是氩弧焊。氮气切开供给的优质无氧化断面，满足了不锈钢焊接对切开断面的高要求。
3.铝、黄铜
铝、黄铜对激光有着高反射率、低吸收率，要求高功率来熔化资料。并且要装备反射吸收设备，使不平线性波不反射回透镜，来维护激光器的安全。要求氮气切开。
铝的熔点较低，3mm厚以下的可用氧气切开，但质量很差，断面并且毛刺坚固。运用氮气切开断面润滑，4mm厚以下可以获得没有获得毛刺的作用。铝粘性大加上的热传导性，熔化物或许没来得及吹走就现已冷却了，所以简单呈现毛刺。通过调整焦点，升高气压，下降速度来下降外表粗糙度值，以确保毛刺可轻易清除。
4.刻蚀
刻蚀是一种特别切开，能量只要根本功率的5%。它仅对资料外表发生作用，首要用来刻蚀符号。氧气刻蚀温度高度，有时外表呈现焊渣。会集刻蚀还会因热量会集而损害零件外表。氮气刻蚀亮光且不损害外表，可用来刻蚀要求较高的阐明文字。
四、结语
氧气切开厚度大、本钱低，首要运用于碳钢。氮气的冷却、维护作用提高了切开质量，并且在不锈钢、铝、黄铜的切开中获得杰出作用，处理了许多加工难题。
别的，不辅佐焚烧的特色还能用来加工木材、有机玻璃等特别资料，有着宽广的运用前景。
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