Лазерная резка — вид термического воздействия. Под действием сконцентрированного луча энергии металл расплавляется, закипает и испаряется по линии реза. Эффективность и качество резки напрямую связано с химическим составом металла.
Лазерный раскрой выбирают за точность, качество кромки и отсутствие дефектов. Результаты при раскрое тонколистовых материалов позволяют применять данный метод в областях, где требуется высокая точность: электроника и микроэлектроника, интерьерный дизайн, ювелирное дело.
Отсутствие дефектов достигается только при строгом соблюдении технологии и правильном подборе материалов. Существуют тысячи марок стали, некоторые из которых не подходят для лазерной резки.
Дефекты лазерной резки и их причины
Лазерная резка связана с высокотемпературным воздействием на металл. Зона реза нагревается до точки кипения. Соотношение мощности лазера и толщины заготовки подбираются так, чтобы точка кипения была достигнута раньше, чем расплавятся участки, прилегающие к линии раскроя.
Оптимальная толщина стали:
- конструкционная — до 16мм;
- нержавеющая — до 8мм.
Толщина и теплоёмкость металла напрямую влияют на стабильность заготовки. Превышение рекомендуемой толщины вызовет повышенный нагрев заготовки и деформацию краёв. Металлы и сплавы с высокой теплоёмкостью нагреваются раньше, чем будут разрезаны.
Раскрой толстолистовых заготовок ведут в присутствии защитного газа. Газ подаётся под давлением и выполняет три задачи:
- выдувает расплавленный металл, увеличивая скорость обработки;
- не допускает образования оксидов, изменяя химический состав зоны плавления;
- охлаждает кромку, предотвращая образование грата и окалины.
Типичные дефекты лазерной резки стали:
- Грат — застывшие капли на кромках. Причина — слишком высокая скорость обработки.
- Удаляют грат шлифовкой, вручную или на специальном станке.
- Неровные края. Причина — неверно настроенный станок или отсутствие фиксации заготовки.
- Борозды и вихри на нижнем крае заготовки. Возникает при раскрое толстолистовых материалов. Причина — неверно выбранная толщина заготовки, ошибки в настройках давления газа или режима обработки.
Негативные факторы, влияющие на деформацию стали
- Внутренние напряжения листа из-за отсутствия предварительной термической обработки. На резку принимаются листы, прошедшие отжиг или отпуск.
- Чрезмерная толщина детали. Прилегающие к резу участки нагреваются раньше, чем завершается процесс резки.
- Недостаточная фиксация при раскрое. Надёжное крепление требует применения прижимных струбцин, а также непрерывной резки с перемычками.
- Превышение линейных размеров. Прилегающие участки в любом случае нагреются и испытают деформацию при охлаждении. После разреза основная нагрузка падает на деталь меньшей площади. Наименьшая деформация достигается при минимальных припусках и небольших различиях между площадью заготовки и вырезаемой детали.
- Провисание листа в процессе резки. Избежать провисания можно, используя стеллажи с достаточным количеством опор.
Технологии резки видов стали
Сталь углеродистая и нержавеющая режутся в разных режимах, так как имеют разную теплопроводность.
Углеродистая сталь обрабатывается в обычном расплавном режиме. Рекомендуемая толщина заготовки — от 2 до 20 мм. Возможен шершавый срез и несовпадение верхних и нижних размеров.
Детали толщиной менее 2 мм раскраивают в импульсном режиме. Кромка получается гладкой и без дефектов.
Сталь нержавеющая толщиной от 2 до 16 мм режется в расплавном режиме. При толщине до 2 мм — в импульсном режиме.
При соблюдении размеров и правильном выборе режима заготовки не деформируются. Возможны небольшие расхождения размеров и конусность отверстий. При резке листов толще 2 мм возможно образование грата на кромке, который удаляется шлифованием.
