Phương Pháp Cắt Oxy Gas, Plasma & Laser: So Sánh A-Z Leave a comment

Cắt Oxy Gas là phương pháp dùng ngọn lửa gas + oxy để nung nóng thép đến điểm cháy, sau đó oxy tinh khiết thổi vào làm oxy hoá và đốt cháy kim loại, tạo thành đường cắt. Plasma dùng tia plasma siêu nóng tạo ra từ dòng điện và khí nén để làm nóng chảy và thổi bay kim loại. Cắt laser sử dụng tia laser công suất cao tập trung vào bề mặt để nóng chảy hoặc bay hơi kim loại, tạo đường cắt rất hẹp và chính xác.

Theo thống kê của Nielsen năm 2024, số lượng doanh nghiệp sử dụng các phương pháp cắt phân bố như sau: Oxy Gas khoảng 35%, Plasma khoảng 40%, Laser khoảng 25%.

Ba phương pháp cắt đều sử dụng nhiệt độ cao để tạo ra đường cắt nhưng khác nhau về cơ chế, vật liệu phù hợp, độ dày tối ưu, tốc độ, độ chính xác và chi phí.

Nếu muốn cắt thép dày, thiết bị rẻ nhưng chậm, độ chính xác thấp, chọn phương pháp Oxy Gas. Nếu cần cắt kim loại dẫn điện, độ dày trung bình, tốc độ nhanh, chi phí hợp lý, chọn Plasma. Còn cắt mỏng–trung bình, cực chính xác, tốc độ rất nhanh, chất lượng đẹp nhưng đầu tư cao, ưu tiên sử dụng phương pháp cắt Laser.

Cùng Vegatec so sánh 3 phương pháp cắt Oxy Gas, Plasma và Laser chi tiết qua bài viết sau.

Phương Pháp Cắt Oxy Gas Là Gì?

Phương pháp cắt Oxy Gas là kỹ thuật cắt kim loại bằng cách sử dụng sự kết hợp giữa khí oxy tinh khiết và một loại nhiên liệu cháy như gas, acetylene, propane hoặc MAPP. Oxy Gas hoạt động dựa trên hiện tượng oxy hóa nhanh kim loại ở nhiệt độ cao.

Cắt Oxy Gas dễ thực hiện, thiết bị đơn giản, chi phí thấp, phù hợp cắt thép dày và linh hoạt trong nhiều môi trường, kể cả nơi không có điện. Phương pháp này chỉ cắt thép cacbon, đường cắt sần sùi, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn và tiềm ẩn nguy cơ an toàn.

Theo khảo sát của Nielsen năm 2024, khoảng 35–40% các xưởng cơ khí nhỏ và vừa tại Việt Nam vẫn sử dụng Oxy Gas do chi phí đầu tư thấp và dễ vận hành.

1. Nguyên lý hoạt động

Quá trình cắt Oxy Gas dựa trên hiện tượng oxy hóa kim loại ở nhiệt độ cao và gồm các bước:

• Gia nhiệt vật liệu: Mỏ cắt phun ngọn lửa từ nhiên liệu đốt nóng bề mặt kim loại đến nhiệt độ đỏ cháy (khoảng 900–1.200°C).
• Phun oxy cắt: Khi kim loại đạt nhiệt độ cháy, dòng khí oxy tinh khiết được phun vào bề mặt kim loại, phản ứng oxy hóa xảy ra tạo thành oxit sắt.
• Loại bỏ kim loại: Dòng oxy liên tục thổi phần kim loại bị oxy hóa ra khỏi vết cắt, tạo thành đường cắt rời.
• Hoàn tất cắt: Lặp lại quá trình di chuyển mỏ cắt dọc theo đường cắt đến khi vật liệu được tách rời.

Cơ chế này làm cho cắt Oxy Gas hiệu quả với kim loại dày, nhưng tạo vùng nhiệt lớn xung quanh vết cắt, có thể làm biến dạng vật liệu mỏng.

2. Ưu điểm của phương pháp cắt Oxy Gas

Phương pháp cắt Oxy Gas sở hữu 7 ưu điểm sau:

• Thiết bị đơn giản, dễ vận hành: Bộ mỏ cắt, van điều áp và bình khí gọn nhẹ, phù hợp sử dụng tại công trường hoặc nơi hạn chế diện tích.
• Chi phí đầu tư thấp: Máy móc không phức tạp như plasma hay laser, chi phí nhiên liệu cũng rẻ và dễ mua.
• Cắt được vật liệu dày: Có thể cắt thép carbon dày từ 6mm đến trên 200mm, phù hợp với cơ khí nặng, đóng tàu, sửa chữa kết cấu thép.
• Không phụ thuộc nguồn điện: Dùng được ở vùng xa, ngoài trời, hoặc các tình huống khẩn cấp.
• Tính linh hoạt cao: Dễ thao tác ở nhiều tư thế như cắt đứng, cắt ngang, cắt trên cao hoặc trong không gian hẹp.
• Dễ bảo trì: Phụ kiện thay thế đơn giản, chi phí bảo trì thấp.
• Vật liệu tiêu hao sẵn có: Cả khí oxy và khí gas đều phổ biến, dễ cung ứng liên tục.

3. Nhược điểm của phương pháp cắt Oxy Gas

Nhược điểm của phương pháp cắt Oxy Gas: 

• Giới hạn vật liệu: Chỉ cắt được thép cacbon, không phù hợp với thép không gỉ, nhôm, đồng hay hợp kim khác.
• Độ chính xác thấp: Đường cắt sần sùi, mép cần mài lại, khó tạo chi tiết tinh vi.
• Vùng nhiệt ảnh hưởng lớn: Nhiệt độ cao có thể làm chi tiết cong vênh hoặc oxy hóa, đặc biệt với chi tiết mỏng.
• Nguy cơ an toàn: Sử dụng khí oxy và nhiên liệu dễ cháy, đòi hỏi kỹ năng và trang bị bảo hộ đầy đủ.

Phương Pháp Cắt Plasma Là Gì?

Phương pháp cắt Plasma là kỹ thuật cắt kim loại bằng cách sử dụng dòng khí ion hóa (plasma) dẫn điện, tạo ra nhiệt độ cực cao (lên đến 20.000°C) để nung chảy và thổi bay kim loại khỏi vết cắt. Plasma hoạt động dựa trên hiện tượng dòng điện truyền qua khí ion hóa, biến khí thành plasma siêu nóng có khả năng cắt nhanh các loại kim loại dẫn điện.

Vegatec đánh giá cắt Plasma có thể thực hiện nhanh chóng, chính xác, ít ảnh hưởng nhiệt lên vùng xung quanh, phù hợp với thép, thép không gỉ, nhôm và nhiều kim loại dẫn điện khác. Phương pháp này có tốc độ cắt cao, đường cắt mịn, nhưng chi phí thiết bị và vận hành cao hơn so với Oxy Gas.

Theo khảo sát của Nielsen năm 2024, 40–45% xưởng cơ khí vừa và lớn tại Việt Nam sử dụng Plasma do tốc độ cắt cao và khả năng cắt đa dạng kim loại.

1. Nguyên lý hoạt động

Quá trình cắt Plasma gồm các bước:

• Tạo hồ quang plasma: Dòng điện cao áp được truyền qua khí dẫn, ion hóa khí tạo ra hồ quang plasma siêu nóng.
• Gia nhiệt và cắt: Hồ quang plasma nung chảy kim loại tại điểm tiếp xúc.
• Thổi kim loại nóng chảy: Dòng khí plasma liên tục thổi phần kim loại nóng chảy ra khỏi khe cắt, tạo thành đường cắt sạch.
• Hoàn tất cắt: Di chuyển mỏ cắt dọc theo đường cần cắt cho đến khi vật liệu được tách rời.

Cơ chế này giúp cắt Plasma hiệu quả với vật liệu mỏng và dày, đường cắt mịn, ít biến dạng, nhưng đòi hỏi nguồn điện và thiết bị chuyên dụng.

2. Ưu điểm của phương pháp cắt Plasma

Ưu điểm của phương pháp cắt Plasma:

• Tốc độ cắt cao: Plasma cắt kim loại nhanh hơn nhiều so với Oxy Gas, đặc biệt hiệu quả với vật liệu mỏng và trung bình.
• Đường cắt mịn, chính xác: Plasma tạo ra mép cắt sắc, ít sần sùi, giảm nhu cầu mài hay xử lý lại sau cắt.
• Đa dạng vật liệu: Có thể cắt thép, thép không gỉ, nhôm, đồng và nhiều kim loại dẫn điện khác.
• Vùng nhiệt ảnh hưởng nhỏ: Nhiệt tập trung tại điểm cắt, hạn chế biến dạng hoặc cong vênh vật liệu.
• Dễ tự động hóa: Phù hợp với máy CNC và sản xuất công nghiệp hiện đại, tiết kiệm nhân công.

3. Nhược điểm của phương pháp cắt Plasma

Nhược điểm của phương pháp cắt Plasma:

• Chi phí cao: Thiết bị Plasma và nguồn điện ổn định có chi phí lớn hơn Oxy Gas.
• Hạn chế vật liệu: Chỉ cắt được kim loại dẫn điện, không dùng cho vật liệu cách điện.
• Yêu cầu kỹ thuật: Cần nguồn điện ổn định, bảo dưỡng định kỳ và tay nghề vận hành để đảm bảo hiệu suất.
• Tiếng ồn và khói: Quá trình cắt phát ra tiếng ồn lớn và khói kim loại, cần trang bị bảo hộ.

Phương Pháp Cắt Laser Là Gì?

Phương pháp cắt Laser là kỹ thuật cắt kim loại và vật liệu khác bằng tia laser công suất cao, tập trung năng lượng vào một vùng rất nhỏ, làm nóng chảy, bay hơi hoặc cháy vật liệu tại điểm chiếu. Laser hoạt động dựa trên hiện tượng tương tác giữa ánh sáng tập trung và vật liệu, tạo đường cắt sắc nét với độ chính xác cao.

Cắt Laser có thể thực hiện với tốc độ cao, đường cắt mịn, ít ảnh hưởng nhiệt xung quanh, phù hợp với nhiều loại kim loại (thép, thép không gỉ, nhôm, đồng) và cả vật liệu phi kim như nhựa, gỗ, acrylic. Phương pháp này mang lại chất lượng cắt cao, dễ tự động hóa, nhưng chi phí thiết bị và vận hành thường cao hơn so với Oxy Gas và Plasma.

Theo khảo sát của Nielsen năm 2024, 25–30% xưởng cơ khí vừa và lớn sử dụng Laser, đặc biệt trong gia công chi tiết tinh vi, sản xuất công nghiệp tự động.

1. Nguyên lý hoạt động

Quá trình cắt Laser gồm các bước:

• Tập trung tia laser: Tia laser công suất cao được tập trung qua thấu kính hoặc gương, chiếu trực tiếp vào vật liệu.
• Gia nhiệt và cắt: Năng lượng laser nung chảy, bốc hơi hoặc đốt cháy vật liệu tại điểm chiếu.
• Thổi hoặc hút vật liệu nóng chảy: Dòng khí bảo vệ (thường là khí nén, nitrogen hoặc oxygen) thổi phần vật liệu nóng chảy hoặc hơi bay ra khỏi khe cắt.
• Hoàn tất cắt: Di chuyển đầu laser dọc theo đường cắt đến khi vật liệu được tách rời.

Cơ chế này giúp cắt Laser đạt độ chính xác cao, đường cắt mịn, ít biến dạng, nhưng đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và nguồn điện ổn định.

2. Ưu điểm của phương pháp cắt Laser

6 ưu điểm của phương pháp cắt Laser: 

• Độ chính xác cực cao: Tia laser tập trung năng lượng chính xác vào điểm cắt, tạo ra mép cắt sắc, mịn, phù hợp với các chi tiết tinh vi hoặc họa tiết phức tạp.
• Tốc độ cắt nhanh: Laser cắt vật liệu mỏng và trung bình với tốc độ vượt trội so với Oxy Gas và Plasma, nâng cao hiệu suất sản xuất.
• Đa dạng vật liệu: Có thể cắt kim loại (thép, thép không gỉ, nhôm, đồng), nhựa, gỗ, acrylic và nhiều vật liệu phi kim khác.
• Vùng nhiệt ảnh hưởng nhỏ: Nhiệt độ tập trung tại điểm cắt, giảm biến dạng, cong vênh, hạn chế oxy hóa xung quanh.
• Dễ tự động hóa và tích hợp CNC: Phù hợp với sản xuất công nghiệp hiện đại, tiết kiệm nhân công, nâng cao độ chính xác và đồng đều cho sản phẩm.
• Đường cắt sạch, ít xử lý lại: Giảm hoặc loại bỏ nhu cầu mài, phay hoặc xử lý bề mặt sau cắt, tiết kiệm thời gian và vật liệu tiêu hao.

3. Nhược điểm của phương pháp cắt Laser

Nhược điểm của phương pháp cắt Laser:

• Chi phí thiết bị và vận hành cao: Máy laser và phụ kiện bảo trì tốn kém hơn nhiều so với Oxy Gas và Plasma.
• Hạn chế về độ dày vật liệu: Hiệu quả cắt giảm khi vật liệu quá dày, cần laser công suất cao hoặc nhiều lần cắt.
• Yêu cầu kỹ thuật cao: Cần nguồn điện ổn định, thiết bị chính xác và vận hành đúng kỹ thuật để đảm bảo đường cắt chất lượng.
• Nguy cơ an toàn: Tia laser mạnh có thể gây cháy vật liệu hoặc tổn thương mắt, bắt buộc sử dụng thiết bị bảo hộ nghiêm ngặt.
• Khả năng cắt vật liệu phản chiếu thấp: Một số kim loại phản chiếu mạnh như nhôm sáng hoặc đồng có thể làm tia laser bị tán xạ, giảm hiệu quả cắt.
• Chi phí khí bảo vệ: Một số vật liệu yêu cầu khí bảo vệ (nitrogen, oxygen) để đảm bảo đường cắt sạch và hạn chế oxy hóa, làm tăng chi phí vận hành.

Phương Pháp Cắt Oxy Gas, Plasma Và Laser Giống, Khác Nhau Ở Điểm Nào?

Cắt Oxy Gas, Plasma và Laser đều dùng nhiệt cao để tạo đường cắt kim loại, nhưng khác nhau về cơ chế, vật liệu phù hợp, độ dày tối ưu, tốc độ, độ chính xác và chi phí. Vegatec gợi ý bạn lựa chọn phương pháp cắt phù hợp:

• Oxy Gas: Cắt thép dày, thiết bị rẻ nhưng chậm, độ chính xác thấp.
• Plasma: Cắt được hầu hết kim loại dẫn điện, độ dày trung bình, tốc độ nhanh, chi phí hợp lý.
• Laser: Cắt mỏng–trung bình, cực chính xác, tốc độ rất nhanh, chất lượng đẹp nhưng đầu tư cao.

1. Điểm giống nhau

Phương pháp cắt Oxy Gas, Plasma và Laser giống nhau ở điểm:

• Dùng nhiệt năng cao để làm nóng chảy/ví phân kim loại và tạo đường cắt.
• Áp dụng trong gia công kim loại như chế tạo kết cấu, cơ khí chế tạo, đóng tàu, kết cấu thép, phụ tùng…
• Có thể cắt nhiều dạng đường cắt: đường thẳng, đường cong, biên dạng phức tạp (đặc biệt khi tích hợp CNC).
• Yêu cầu nguồn cung cấp năng lượng ổn định (khí, điện, hoặc cả hai).
• Ảnh hưởng đến chất lượng mép cắt bởi tốc độ cắt, loại vật liệu, kỹ thuật vận hành.

2. Điểm khác nhau

Phương pháp Oxy Gas, Plasma và Laser khác nhau ở 8 điểm chính:

Tiêu chí	Cắt Oxy Gas (Oxy-Fuel)	Cắt Plasma	Cắt Laser
Cơ chế	Phản ứng hóa học oxy hóa (đốt cháy) vật liệu đã được nung nóng sơ bộ bằng ngọn lửa gas-oxy.	Dùng dòng khí Plasma siêu nóng (lên đến 25.000 độ C) để làm nóng chảy và thổi bay kim loại.	Dùng chùm tia laser cường độ cao tập trung để làm nóng chảy, bay hơi hoặc đốt cháy vật liệu.
Vật liệu cắt	Chủ yếu là Thép Carbon (Thép đen) và thép hợp kim thấp. Không cắt được Inox, Nhôm, Đồng.	Tất cả các loại kim loại dẫn điện (Thép Carbon, Inox, Nhôm, Đồng, Gang, Titan…).	Hầu hết các loại vật liệu: Kim loại (Thép, Inox, Nhôm…) và Phi kim (Gỗ, Nhựa, Vải…).
Độ dày tối ưu	Rất dày (Thường từ 20mm đến > 300mm).	Trung bình (Thường từ 0,5mm đến 50mm, có thể đến 80mm hoặc hơn).	Mỏng và Trung bình (Thường dưới 25 mm).
Tốc độ cắt	Chậm nhất (Đặc biệt do cần thời gian làm nóng sơ bộ).	Nhanh (Nhanh hơn Oxy Gas, nhanh hơn Laser khi cắt vật liệu dày).	Nhanh nhất (Rất nhanh đối với vật liệu mỏng và trung bình).
Độ chính xác	Thấp nhất (Sai số lớn, HAZ lớn).	Trung bình (Độ chính xác khá tốt, có thể đạt cao với HD Plasma).	Cao nhất (Độ chính xác rất cao, sai số $\approx \pm 0,05\text{ mm}$).
Chất lượng mặt cắt	Thô, có nhiều xỉ (slag) và ba via. Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) lớn nhất.	Khá tốt, có độ nghiêng (góc vát) và HAZ trung bình, có thể có xỉ/ba via.	Rất cao (Đường cắt hẹp 0,2mm, bề mặt nhẵn, HAZ rất hẹp).
Chi phí đầu tư	Thấp nhất (Thiết bị đơn giản, dễ vận hành).	Trung bình (Cao hơn Oxy Gas).	Cao nhất (Máy CNC Laser có chi phí đầu tư ban đầu rất cao).
Chi phí vận hành	Cao (Chi phí gas, oxy và tiêu hao năng lượng).	Trung bình (Chi phí tiêu hao bép cắt, điện cực thường xuyên).	Trung bình – Thấp (Chi phí thay thấu kính, bép cắt định kỳ).

3. Nên chọn phương pháp cắt Oxy Gas, Plasma hay Laser?

Khi lựa chọn công nghệ cắt kim loại, bạn cần dựa trên ba yếu tố quan trọng nhất: độ dày vật liệu, yêu cầu về chất lượng – độ chính xác, và chi phí đầu tư. Cụ thể:

• Cắt Oxy Gas: Phù hợp khi cần cắt thép tấm rất dày, yêu cầu thiết bị đơn giản và chi phí đầu tư thấp.
• Cắt Plasma: Lựa chọn tối ưu cho nhu cầu cắt đa dạng kim loại dẫn điện, độ dày trung bình, tốc độ tốt và giá thành hợp lý.
• Cắt Laser: Thích hợp khi cần độ chính xác cao, đường cắt sắc nét, bề mặt mịn và tốc độ nhanh trên vật liệu mỏng đến trung bình.

Những Câu Hỏi Liên Quan Tới Phương Pháp Cắt Oxy Gas, Plasma Và Laser

1. Máy cắt Oxy Gas loại nào tốt?

Top máy cắt Oxy Gas chất lượng gồm: máy cắt Oxy Gas IK-72T, máy cắt Oxy Gas YK150, máy cắt Oxy Gas CG1-2A, máy cắt Oxy Gas SX99, máy cắt Oxy Gas Mini Mantis II, máy cắt Oxy Gas IK 12 Max 3, máy cắt Oxy Gas IK 93 HAWK. 

2. Máy cắt plasma loại nào tốt?

Top máy cắt plasma chất lượng gồm: Máy cắt plasma PMX 65 SYNC – Hypertherm USA, máy cắt plasma XPR300 – Hypertherm USA, máy cắt plasma PS60 – Panasonic, máy cắt plasma PMX45 XP – Hypertherm USA, máy cắt plasma PMX30AIR – Hypertherm USA, máy cắt plasma Jasic CUT 60 – Weldcom, máy cắt plasma Maxpro200 – Hypertherm USA, máy cắt plasma Weldcom Vcut – 100 Plus. 

3. Máy cắt laser loại nào tốt?

Top cắt laser chất lượng gồm: máy cắt Laser Bodor 1325, máy cắt Laser Fiber EZCNC, máy cắt Laser BL1390, máy cắt Laser JK – 4060 60W, máy cắt Laser JW-MopaM6, máy cắt Laser G3015F, máy cắt Laser Yawei HLA 3015.

4. Làm thế nào để chọn máy cắt kim loại (Oxy Gas, Plasma và Laser) phù hợp với nhu cầu?

5 Tiêu chí chọn máy cắt kim loại phù hợp với nhu cầu gồm: công suất máy, độ chính xác, thương hiệu, xuất xứ, giá cả, chi phí vận hành, hậu mãi.

5. Đơn vị nào cung cấp máy cắt Oxy Gas, Plasma, Laser chất lượng, giá tốt?

Vegatec cung cấp các dòng máy cắt tiên tiến như máy cắt Oxy Gas, máy cắt Plasma và máy cắt Laser, phù hợp với nhu cầu từ cơ bản đến chuyên nghiệp. Sản phẩm được nhập khẩu chính hãng, đảm bảo độ bền, hiệu suất cao và an toàn khi sử dụng.

Ưu điểm khi mua máy cắt kim loại tại Vegatec:

• Sản phẩm chính hãng, chất lượng cao: Máy cắt Oxy Gas, Plasma và Laser được nhập khẩu hoặc phân phối chính thức, đảm bảo độ bền và hiệu suất ổn định.
• Đa dạng lựa chọn: Cung cấp nhiều model từ cầm tay đến công nghiệp, phù hợp với nhu cầu cắt kim loại từ cơ bản đến chuyên nghiệp.
• Hiệu suất và độ chính xác: Máy cắt hoạt động nhanh, đường cắt mịn, ít biến dạng, giúp tăng năng suất và tiết kiệm vật liệu.
• Dịch vụ hỗ trợ toàn diện: Tư vấn chọn máy phù hợp, hướng dẫn vận hành, bảo trì và sửa chữa nhanh chóng.
• Chi phí hợp lý: Giá cạnh tranh, nhiều gói ưu đãi và chính sách bảo hành rõ ràng, mang lại giá trị tốt cho khách hàng.

Liên hệ với Vegatec để được tư vấn lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử dụng.