Лазерная резка является одним из самых эффективных и точных методов обработки металлов. Она позволяет получить высококачественные и прочные детали, обладающие отличной точностью и четкостью реза. При этом каждый металл имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при лазерной резке. В этой статье рассмотрим особенности резки трех распространенных металлов: алюминия, меди и нержавеющей стали.
Металлы, которые отражают лазерный луч при резке
Золото, серебро, алюминий, латунь, медь и бронза в твёрдом состоянии великолепно отражают инфракрасное излучение. При этом алюминий не считается отражающим металлом и часто режется на лазерном станке.
А вот лазерная резка латуни и меди – это весьма сложный процесс:
- металлы крайне неохотно поглощают энергию лазерного луча;
- медь и медно-цинковые сплавы являются хорошими отражателями ИК-излучения;
- чистая медь в нормальном твёрдом состоянии отражает порядка 90% инфракрасного излучения.
Отражательная способность меди и других цветных металлов уменьшается прямо пропорционально степени их нагрева. В нагретом состоянии медь, к примеру, отражает лишь 80% ИК-излучения, а в расплавленном менее 70%.
Проблемы, возникающие при лазерной резке отражающих металлов
При правильном подборе режима резки цветных металлов и сплавов лазерный луч сначала взаимодействует с поверхностным отражающим слоем, а затем с расплавленным металлом, который свет поглощает. Тем самым стабилизируется процесс резки. Неправильный выбор оптоволоконного станка и некорректные режимы резки приводят к чрезмерному количеству отражённого излучения. Это может стать причиной повреждения оптической головки.
Самая сложная стадия – это начало процесса резки, когда проходит стадия прожигания поверхностного слоя. После создания зоны разреза лазер начинает взаимодействовать с так называемым «расплавом», отражающая способность которого ниже.
Для эффективной резки меди и латуни с помощью оптоволоконных лазеров необходимо учитывать такие параметры, как:
- Скорость резки. Максимальной скоростью стоит пренебречь. Отступите от неё примерно на 20-25% чтобы поддерживать стабильность процесса. Если не знаете, как правильно подобрать скорость, начините с медленного режима.
- Фокусное положение. Лазерный луч должен находиться как можно ближе к поверхности металла. Это сводит к минимуму общую площадь контакта луча и поверхности, позволяя сконцентрировать энергию в одной точке.
- Мощность. Используйте максимальную мощность лазерного излучателя. Это позволит сделать быстрый прожиг поверхности, расплавить металл и приступить к резке «расплава», имеющего наименьшую отражательную способность.
Немаловажно и правильно выбрать режущий газ. Для резки меди, алюминия и латуни используют кислород, который подают в зону контакта луча и металла под высоким давлением. При использовании кислорода образуется оксидная плёнка, снижающая отражательную способность. Для латуни и нержавейки чаще выбирают азот.
Особенности технологии резки алюминия
Технологический процесс лазерной резки алюминия имеет свои тонкости. Это связано с особенностями сплава:
- высокой теплопроводностью;
- высокой теплопоглощающей способностью;
- особенными теплофизическими и оптическими свойствами.
Резать алюминий намного сложнее, чем другие металлы.
Применение станков с ЧПУ для лазерной резки металла значительно облегчает процесс. К примеру, станок автоматически повышает мощность излучения, чтобы быстрее преодолеть «поверхностный барьер». Но нужно учитывать, что скорость резки подбирается обратно пропорционально толщине заготовки. Большое значение имеет и качественный состав сплава. Также необходимо добиться максимальной фокусировки луча. Чем «плотнее» луч, тем выше скорость резки. Часто применяют и вспомогательные газы. Они удаляют из зоны контакта луча с металлом частицы расплава, за счёт чего края получаются более ровными и чёткими. Предотвратить образование даже малейших шероховатостей на кромках позволяет применение азота. Он несколько дороже кислорода, но результат быстро оправдывает затраты.
Что влияет на цену резки отражающих металлов?
Стоимость услуг по лазерной резке металлов с высокой отражающей способностью зависит от:
- марки металла или сплава, его теплофизических свойств;
- формы изделия, количества отверстий, вырезов, пазов;
- объёма партии.
Чем сложнее будущая деталь, тем выше её стоимость. Также на цену услуг влияет и необходимость создания чертежа изделия, который будет загружен в станок с ЧПУ в «электронном виде». Некоторые заказчики предоставляют чертежи в соответствие с техническими требованиями, предъявляемыми к файлам для работы со станками с ЧПУ. Некоторые предпочитают услуги «под ключ». Во втором случае стоимость услуг будет ниже.
Рекомендуем почитать
