Cắt nhôm bằng laser fiber: Thông số và lưu ý quan trọng

Nhôm là vật liệu khó cắt nhất với laser fiber do tính phản xạ cao (reflectivity >90%) và dẫn nhiệt tốt. Nhưng với thông số đúng, máy fiber từ 2kW trở lên hoàn toàn cắt được nhôm đẹp và hiệu quả.

Tại sao nhôm khó cắt hơn thép?

• Phản xạ cao: Nhôm phản xạ ~93% bước sóng 1064nm của laser fiber, so với thép ~65%. Cần công suất cao hơn để "đâm thủng" ban đầu
• Dẫn nhiệt tốt: Nhiệt tản ra nhanh, khó duy trì nhiệt độ cắt ổn định
• Điểm nóng chảy thấp: 660°C vs 1.538°C của thép – dễ bị nhôm chảy tràn và tạo slag (bavia chảy)
• Oxide nhôm (Al₂O₃): Điểm nóng chảy 2.072°C – cao hơn nhiều nhôm nguyên chất, gây khó khăn khi cắt bề mặt đã oxy hóa

Thông số cắt nhôm chuẩn theo độ dày

Độ dày	Công suất (kW)	Tốc độ (m/phút)	Khí hỗ trợ	Áp suất khí (bar)	Focal (mm)
1mm	1.5–2	20–30	N₂	12–16	-1 đến 0
2mm	2–3	10–15	N₂	14–18	0 đến -1
3mm	3	6–8	N₂	16–20	-1 đến -2
5mm	3–4	3–4	N₂	18–22	-2 đến -3
8mm	6	1.5–2.5	N₂	20–25	-3 đến -5
10mm	6–8	0.8–1.5	N₂	22–28	-5 đến -7
12mm	8–12	0.5–1.0	N₂	24–30	-7 đến -10

Tại sao phải dùng N₂ khi cắt nhôm?

Khác với thép carbon (dùng O₂ tốt), nhôm bắt buộc dùng N₂ hoặc khí nén sạch vì:

• O₂ phản ứng với nhôm tạo Al₂O₃ bám dính trên mặt cắt – không tẩy được, phế phẩm
• N₂ thổi xỉ ra khỏi vết cắt mà không phản ứng với nhôm, cho mặt cắt sáng
• Áp suất N₂ cao (14–30 bar) là cần thiết để thổi xỉ nhôm lỏng có độ nhớt cao

Vấn đề thường gặp khi cắt nhôm

• Mặt cắt bị đốm đen (burning): Focal quá nông, giảm độ sâu focal hoặc tăng tốc độ
• Slag bám dưới đáy: Áp suất N₂ không đủ. Tăng lên 2–4 bar và kiểm tra béc khí
• Máy không xuyên được (piercing fail): Dùng chế độ piercing thời gian dài (progressive piercing) thay vì blast piercing
• Đường cắt lượn sóng (wavy edge): Tốc độ quá cao hoặc gia tốc không tương thích với độ dày
• Phản xạ ngược vào đầu cắt: Dùng đầu cắt có bảo vệ back-reflection (Raytools, Precitec đều có)

Mẹo thực tế từ xưởng

Trước khi cắt nhôm lần đầu, đặc biệt là nhôm dày từ 5mm trở lên:

• Test với tốc độ thấp hơn 20% và công suất 90% rồi điều chỉnh dần
• Làm sạch bề mặt nhôm trước khi cắt – dầu và bụi bám gây lỗi nghiêm trọng
• Kiểm tra máy nén khí và đường ống N₂ không có nước/dầu trước mỗi ca cắt nhôm

Xem thêm: Thông số cắt inox | Chọn khí hỗ trợ cắt laser