Лазерная резка широко используется в разных сферах промышленности благодаря высокой точности, качеству кромки, возможности выполнять раскрой, прорези и гравировку любой сложности. Качество резки зависит от выбранных параметров. Разные марки и толщины сталей требуют разного режима обработки.
Какие стали подходят для лазерной резки
Температура в зоне лазерной резки достигает 2500 °C, что приводит к нагреву и деформации заготовок с высокой теплопроводностью. Высокая температура приводит к образованию дефектов при расплавлении легирующих элементов. Стали с высокой теплопроводностью и склонные к образованию дефектов режут в специальных режимах.
Углеродистая сталь отличается минимальным содержанием примесей за исключением углерода. Обработка ведётся на твердотельных и газовых резаках в присутствии кислорода. Благодаря высокой прочности, сравнительно низкой теплопроводности и химическому составу, срез получается аккуратным и ровным.
- Типичный дефект — облой, излишки оплавленного металла. Образуется на нижней кромке реза, удаляется повторной лазерной обработкой в импульсном режиме.
- Максимальная толщина — 20 мм, в расплавном режиме — 25 мм.
Нержавеющая сталь содержит много примесей, которые приводят к образованию шлаков и тугоплавких оксидов в зоне реза. Оксиды образуются в процессе резки и затрудняют прохождение лазерного луча. Шлаки появляются на кромке и снижают качество заготовки.
Особого подхода требуют стали с высоким содержанием никеля и хрома. Низкая текучесть затрудняет прохождение лазерного луча и повышает расход энергии.
- Типичный дефект: расширение реза в нижней части, облой.
- Максимальная толщина — 16 мм, в импульсном режиме — 20 мм.
Соблюдая технологию, можно резать черную, оцинкованную, электротехническую, нержавеющую сталь с высоким качеством кромки и точностью реза.
Как выбрать толщину заготовки
Предельная толщина стальной заготовки для лазерной резке — 30 мм. Лист такой толщины режется на станке мощностью не ниже 1000 Вт с низкой скоростью — не выше 3,3 м/мин.
Минимальная толщина стальных листов составляет 0,2 мм.
Главная проблема при резке металла с увеличенной толщиной — заготовка нагревается и деформируется раньше, чем будет разрезана. Поэтому предельная толщина металлов и сплавов зависит от теплопроводности.
Сравним максимальные толщины для разных металлов и сплавов:
- сталь — 30 мм;
- алюминий — 25 мм;
- медь — 15 мм;
- латунь — 12 мм.
Металлы и сплавы с высокой теплопроводностью режут в импульсном режиме, так заготовка не перегревается.
Как выбрать режим и мощность излучения
Базовая мощность лазера — 400–500 кВт. Данный интервал подходит для обработки листовой стали углеродистой и нержавеющей толщиной 1–2 мм. Мощность увеличивают по мере увеличения толщины.
Повышенная мощность требуется при раскрое тонколистовых заготовок — это ускоряет раскрой и предупреждает деформацию металла.
Мощность аппарата зависит от его вида:
- твердотельные — 1–6 кВт, подходят для углеродистой стали, цветных металлов и сплавов;
- разовые — до 20 кВт;
- СО2-лазеры — 600–8000 кВт, подходят для тонколистовых заготовок;
- газодинамические — 150 кВт и выше.
Существует 3 способа лазерной резки металла:
- Плавление — металл нагревают до точки плавления, после чего поток воздуха удаляет жидкую фракцию с линии реза.
- Горение — металл нагревают до точки горения, продукты реакции удаляются сжатым воздухом. Не подходит для высоколегированных сталей и цветных металлов.
- Испарение — металл нагревают до точки горения. Используется для высокоточных работ (электроника, ювелирное дело).
Каждый следующий способ требует больше энергии, чем предыдущий. Резка плавлением — экономичная технология, которая применяется чаще других.
Резка проходит с использованием сжатого газа: кислорода или азота. Резка в кислороде стимулирует горение и подходит для черных и низколегированных сталей. Азот не окисляет кромку и применяется с нержавеющей и высоколегированными сталями.
Рекомендуем почитать
