Propriétés et puretés des gaz

Argon fait partie des gaz inertes. Ce qui signifie que lors du processus de coupe, il ne réagit pas au contact du matériau. De par son poids atomique, le plus élevé de tous les gaz de découpage plasma, il favorise l'expulsion du métal fondu hors de la gorge de coupe. Cela est dû à la grande énergie cinétique du jet de gaz plasma susceptible d'être atteinte. Grâce au faible potentiel d'ionisation, il se prête de manière excellente à l'allumage du jet de gaz plasma. Néanmoins, l'argon ne peut pas être utilisé comme gaz unique pour le découpage car sa conductibilité thermique est mauvaise et son contenu thermique est faible.
 
Hydrogène

Comparé à l'argon, l'hydrogène a une très bonne conductibilité thermique et se dissocie à des températures élevées. Ce qui signifie que beaucoup d'énergie est extraite de l'arc électrique (comme lors de l'ionisation) ce qui a pour effet de refroidir les couches marginales. Suite à cet effet, l'arc électrique est concentré, ce qui permet d'obtenir une densité énergétique plus importante. Par des processus de recombinaison, l'énergie extraite se dégage dans le bain de fusion sous la forme de chaleur. Mais, l'hydrogène n'est pas compatible non plus comme gaz unique, car, contrairement à l'argon, il présente un très faible poids atomique et ne peut donc pas générer suffisamment d'énergie cinétique pour expulser le métal fondu.
 
Azote

L'azote est faiblement réactif, ce qui signifie qu'il ne réagit qu'à des températures élevées au contact de la pièce à usiner et qu'il reste inerte à basses températures. Pour ce qui est de ses propriétés (conductibilité thermique, enthalpie et poids atomique), l'azote peut être classé entre l'argon et l'hydrogène. Par conséquent, il peut aussi être utilisé comme gaz unique dans le secteur des tôles fines en aciers fortement alliés, tant comme gaz de découpage que comme gaz tourbillonnant.
 
Oxygène

En raison de sa conductibilité thermique et de son poids atomique, l'oxygène se classe à côté de l'azote. L'oxygène a une bonne affinité avec le fer, ce qui signifie que l'opération d'oxydation dégage de la chaleur qui peut être utilisée pour une vitesse de découpage plus élevée. Mais cette réaction est plutôt cataloguée comme opération de découpage par fusion et non pas comme opération de d'oxycoupage car la réaction avec le matériau est trop lente et que celui-ci est déjà fondu avant. L'oxygène est essentiellement utilisé comme gaz de découpage et secondaire dans le secteur des aciers non alliés ou faiblement alliés.
 
L'air

Pour l'essentiel, l'air est constitué d'azote (env. 70 %) et d'oxygène (env. 21 %). Il est ainsi possible d'utiliser de manière conjointe les propriétés des deux gaz. L'air est l'un des gaz économiquement les plus rentables et il est utilisé pour le découpage de tôles en aciers non alliés, faiblement et fortement alliés.
 
Mélanges gazeux

Souvent, les gaz mentionnés ci-dessus sont mis en œuvre comme mélanges gazeux. Il est ainsi par exemple possible de combiner les bonnes propriétés thermiques de l'hydrogène et le poids atomique élevé de l'argon. Les aciers fortement allés ainsi que l'aluminium peuvent être découpés à partir d'épaisseur de 5 mm. La teneur en hydrogène dépend alors de l'épaisseur du matériau. Plus le matériau est épais, plus il faut utiliser d'hydrogène. Le maximum possible est de 35 %Vol. Bien entendu, d'autres combinaisons sont possibles comme les mélanges d'azote et d'hydrogène ou d'argon, d'azote et d'hydrogène.