Khí hỗ trợ cắt laser: O₂, N₂ hay khí nén? Khi nào dùng loại nào?

Khí hỗ trợ (assist gas) ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mặt cắt, tốc độ cắt và chi phí vận hành. Chọn sai khí có thể khiến mặt cắt xấu dù máy đắt tiền và thông số đúng.

Ba loại khí phổ biến và khi nào dùng

1. Oxy (O₂)

O₂ phản ứng oxy hóa với kim loại nóng chảy, tạo thêm nhiệt và đẩy xỉ ra, cho tốc độ cắt nhanh hơn đáng kể với thép carbon. Tuy nhiên mặt cắt bị oxy hóa (đen hoặc màu xanh-vàng).

• Dùng khi: Cắt thép carbon (mild steel) mọi độ dày, đặc biệt dày >8mm
• Không dùng khi: Cắt inox, nhôm, đồng, titan – tạo oxide bám dính không tẩy được
• Áp suất: Thép mỏng 0.5–2mm: 0.3–0.8 bar; thép dày: 0.8–2 bar
• Chi phí: Thấp nhất – bình 40L giá 80.000–120.000đ/bình, dùng nhiều ngày

2. Nitơ (N₂)

N₂ là khí trơ, không phản ứng với vật liệu. Thổi xỉ ra bằng áp suất cao mà không oxy hóa, cho mặt cắt sáng, không đổi màu, sẵn sàng hàn/sơn ngay.

• Dùng khi: Cắt inox, nhôm, đồng, titan; cắt thép carbon khi cần mặt cắt sáng không oxy hóa
• Không dùng khi: Thép carbon dày >20mm (tốc độ chậm hơn O₂ rất nhiều, không kinh tế)
• Áp suất: 8–30 bar tùy vật liệu và độ dày
• Chi phí: Cao hơn O₂ khoảng 3–5 lần. Bình 40L giá 200.000–350.000đ, tiêu thụ nhanh

3. Khí nén sạch (Compressed Air)

Không khí nén qua máy compressor, sau khi lọc dầu và nước, có thể dùng thay thế N₂ cho nhiều ứng dụng không đòi hỏi mặt cắt hoàn hảo.

• Dùng khi: Cắt nhôm mỏng <3mm, mica, acrylic, gỗ/MDF, vải, nhựa
• Hạn chế: Có 21% O₂ trong không khí nên kim loại vẫn bị oxy hóa nhẹ (nhưng ít hơn O₂ nguyên chất)
• Chi phí: Rẻ nhất – chỉ chi phí điện máy nén khí (~3–5 kWh)
• Lưu ý: Cần bộ lọc dầu/nước 2–3 tầng, áp suất ổn định ≥ 8 bar

Bảng tham khảo nhanh

Vật liệu	Khí khuyên dùng	Lý do
Thép carbon ≤ 8mm	O₂ hoặc N₂	O₂ nhanh hơn, N₂ mặt cắt đẹp hơn
Thép carbon > 8mm	O₂	N₂ quá chậm và tốn khí
Inox mọi độ dày	N₂	O₂ tạo oxide không tẩy được
Nhôm mọi độ dày	N₂	O₂ tạo Al₂O₃ cứng bám chặt
Đồng, đồng thau	N₂	O₂ tạo oxide xanh bám mặt cắt
Mica, acrylic, gỗ	Khí nén sạch	Tiết kiệm nhất, đủ chất lượng

Chi phí khí hỗ trợ thực tế mỗi tháng

Xưởng dùng máy 2kW chạy 8h/ngày, 25 ngày/tháng, mix 60% thép carbon (O₂) + 40% inox (N₂):

• O₂: ~15–20 bình 40L/tháng × 100.000đ = 1,5–2 triệu/tháng
• N₂: ~25–35 bình 40L/tháng × 280.000đ = 7–10 triệu/tháng
• Tổng khí: 8,5–12 triệu/tháng

Nhiều xưởng lớn đầu tư máy tách khí N₂ PSA (giá 80–200 triệu) – hoàn vốn sau 12–18 tháng nếu dùng nhiều N₂.