Толщина металла, который можно резать лазером, зависит от типа установки, ее мощности и других технических характеристик станка. Общеизвестно, что большинство установок для лазерной резки могут раскраивать металлические листы толщиной до 25 мм. Однако современное оборудование позволяет резать прокат даже более 30 мм в сечении.
Чтобы точно определить толщину листа, который может обрабатывать конкретный станок, стоит детально изучить руководство по эксплуатации, запросить консультацию с производителем оборудования или посоветоваться с профессионалами в области лазерной обработки металла. Как правило, у различных сплавов минимальная глубина реза одинакова, а вот максимальная различается. Например:
- резка стали лазером возможна на глубину от 0,2 до 30 мм;
- сплавов на основе алюминия — от 0,2 мм до 20 мм;
- цветных металлов (в том числе меди и латуни) — от 0,2 мм до 15 мм;
- нержавеющей стали — до 5-8 мм.
Нержавейка отличается высокой отражающей способностью, что затрудняет прохождение лазерного пучка. Но даже такой «трудный» металл возможно обработать при помощи современного оборудования и опытных рук профессионалов.
Лазерный станок позволяет добиваться высокоточного раскроя и получения изделий даже самой сложной геометрии. Погрешность при резке металла лазером составляет не более сотых долей миллиметра. При этом на одном и том же оборудовании возможен раскрой деталей из самых разных сплавов — достаточно оперативно провести несложную перенастройку.
Лазерный раскрой заготовок большой толщины
Особенность лазерной резки металла большой толщины заключается в наиболее глубоком проникновении луча внутрь заготовки. Для этого пучок света должен быть максимально точно сфокусирован в зоне реза, а излучатель настроен на максимальную мощность. В месте прохождения луча металл нагревается до температуры плавления и испаряется. На большой глубине процесс сопровождают вспомогательные газы, которые выдувают раскаленный жидкий металл из зоны реза, освобождая лазеру проникновение в более глубокие слои. При этом кромка остается ровной и максимально соответствует техническому заданию. Погрешность при таком виде обработки металла составляет 0,01-0,02 мм.
Качество изготовленных на лазерном станке деталей из заготовок большого сечения или толстого листового металла зависит от:
- мощности лазера;
- длины световой волны;
- настроек фокусировки луча;
- быстроты резки.
Чтобы раскроить металлические листы большой толщины, необходимы лазерные станки с ЧПУ, характеризующиеся наибольшей мощностью. Перед началом резки специалист выстраивает параметры процесса в соответствии с техническим заданием, а затем наблюдает за ходом операции и вносит корректировки по мере необходимости. Современные лазерные установки способны самостоятельно определять фокусное расстояние, мощность луча, величину удаленности оптической головки от поверхности заготовки, скорость поступления металла в зону раскроя.
Существуют два типа лазеров для раскроя металла — волоконный и углекислотный (CO2). Оба вида имеют свои преимущества и используются в зависимости от выбранного сплава и задач:
- Волоконный лазер. Активной средой в такой установке является оптическое волокно, обеспечивающее высокую эффективность и точность обработки. Такое оборудование характеризуются высокой скоростью резки и качеством реза. Возможна обработка различных металлов, включая сталь, алюминий, медь и др. Аппарат более востребован для резки металлических листов и тонкостенных труб.
- Углекислотный (CO2) лазер. В качестве активного элемента использует газ CO2. Станки такого типа могут обрабатывать более толстые металлические листы, чем волоконные лазеры — до 25-30 мм в зависимости от мощности излучателя. Используются для раскроя толстых металлических листов и более тяжелых металлических конструкций.
Если толщина заготовки превышает возможности лазерного оборудования, для раскроя металла применяют плазменные резаки. Струя плазмореза достигает температуры 15000-18000°C и может прорезать даже чугунные заготовки сечением до 60 мм. Однако такое оборудование дает более существенную погрешность в точности деталей (до 0,08 мм) по сравнению с лазером, а также более низкое качество реза.
Выбор станка для лазерной резки стали
Чем больше толщина стальной заготовки, тем выше должна быть мощность лазерной установки. Важно предусмотреть и резерв мощности с учетом теплопроводности сплава.
Подбор оборудования для лазерной резки стали должен основываться на следующих характеристиках:
- мощность излучателя — не ниже 1,5 кВт;
- плотность луча — 108-115 Вт/ см²;
- скорость резки толстолистового проката — около 0,15 м/сек.
Параметры лазерной резки металла
Современное лазерное оборудование обеспечивает полностью автоматизированный процесс и высокую точность изделий за счет исключения человеческого фактора. Однако режимы обработки определенных марок стали имеют особенности и являются исходными для программы управления станка:
- глубина реза всегда соответствует размеру сечения заготовки;
- подача металла и скорость движения оптической головки тоже обусловлены толщиной раскраиваемого элемента.
Скорость подачи в процессе резки стальных листов и заготовок может меняться вместе с изменением сложности контура. На более рельефных участках она становится ниже, доходя до минимальной для данного оборудования. На прямолинейных или дугообразных участках скорость подачи металла увеличивается.
Применение на производстве станков с программным управлением предусматривает участие персонала лишь в качестве операторов, поскольку базовые установки закладываются в ПО еще на стадии проектирования лазерных систем. К индивидуальным условиям лазерных установок относятся:
- скорость резки — зависит от толщины металла и сплава;
- чистота и давление вспомогательных газов — в соответствии со стандартами;
- отсутствие дефектов обработки — деформаций, выемок, окалины и др.
Так, обработка стальной заготовки марки Ст3кп сечением 12 мм подразумевает мощность излучателя 1,3 кВт, давление газа — 0,5 мм, скорость подачи металла — 800 мм/мин.
Толщина металлического листа и величина партии, предназначенной для обработки, влияют на такой важный фактор, как цена лазерной резки. Большой объем изделий из толстолистового металла в себестоимости выходит дороже, чем изготовление нескольких деталей.
