自从1960年第一束激光被人类通过发振的方式产生之后，从医疗领域开始激光不断被应用于各个领域。

二十世纪七十年代起，激光技术逐步进入了工业切割领域，直到今天激光切割设备在企业中已经被普遍使用，不过也是由于激光切割设备的普及，企业之间产品价格竞争愈发激烈，这就造成了激光切割设备在企业中盈利能力下降，在当前整个加工制造业需要转型升级，企业需要将资金重点投放在工艺改进、效率提高、增加研发投入等更具附加值的生产环节的大背景下，如何降低激光切割设备的使用成本就显得十分迫切。厦门激光切割加工主营以激光切割为主，本文将着眼于激光切割过程中使用空气作为辅助气体来降低切割成本的探讨。

首先，我们来了解一下激光切割的过程：发振器产生的激光通过透镜后，被汇聚于一点形成极小的光斑，通过精确控制透镜与板材的距离，保证激光光斑稳定在材料厚度方向上的某一位置，此时由于透镜的汇聚作用，光斑处聚集了功率密度非常大的激光能量，功率密度通常能达到10⁶～10⁹W/cm2，材料吸收光斑能量后瞬间熔化，通过使用辅助气体将熔化的液体吹离材料完成切断加工。

在整个切割过程中，辅助气体的主要作用是形成驱动力，将熔化金属液体从材料本身去除，这个过程中不同种类的气体对于材料和断面的影响是不同的：

图1所示为1.5mm厚304不锈钢在使用氮气和空气作为辅助气体时的切割断面效果，从图1中可以看出：使用氮气作为辅助气体时，断面呈现银亮光泽，而使用空气作为辅助气体时，断面呈现淡黄色。

下面，以1.5mm厚304不锈钢为例，分析空气和氮气分别作为辅助气体时的切割成本，如表1所示。对比中使用的机型为AMADA公司最新一代光纤激光切割机，所搭载的是自主研发的光纤激光发振器。

通过以上成本分析可知，使用空气作为辅助气体切割时，每小时切割成本比使用氮气时可降低23.7%，这样的切割成本降幅对于企业整体工厂加工成本的降低可以起到非常重要的作用。另外，本文分析空压机的耗电时考虑的是，目前很多企业正在使用的是无变速螺杆空压机，如果使用永磁变频螺杆空压机，单空压机省电量就可以达到50%，使用空气的切割成本可以比使用氮气降低36.2%。

使用空气作为辅助气体切割时，空气压力需要0.9MPa，考虑到制造厂生产的空压机压力等级，应该选择额定工作压力能达到1.26MPa、流量达到2.3m³/min的螺杆式空压机。对于压缩空气的质量也要特别注意，要保证空气的干燥度达到99%，含水率低于1/100。因此，压缩空气管路中的过滤元件一定要使用质量可靠的品牌产品，并特别注意及时更换滤芯；同时在选择干燥机时，由于目前市面上有再生吸附式干燥器和冷冻式干燥器两种类型，这两种干燥机各有特点，但如果考虑长时间、少维护和供气稳定性等方面要求时，建议选择再生吸附式干燥机。最后，在选择压缩空气管路直径和减压器时，一定要满足压缩机输出气体的流量和压力，这样才能保证在使用压缩空气时压力的稳定。另外，目前永磁变频螺杆空压机在市场上已有销售，这种空压机相比目前的无变速螺杆空压机省电量可达50%，可以进一步降低切割成本。

在目前愈加激烈的行业竞争环境下，通过提高产品工艺难度、提升产品工业设计水平等方式提高产品附加值，是获得竞争优势的手段之一，在现有工艺状态下节省加工成本也是取得竞争优势的有效方法，使用空气作为辅助气体进行材料切割，可以降低切割成本，为企业带来更多的利润，从而为企业转型升级提供更多帮助。

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