Лазерная резка металла - подающая большие надежды технология раскроя листовых материалов. Сквозное прожигание лазерным лучом происходит за счет моментального нагревания материала до температуры его плавления. Режущая головка не контактирует с заготовкой — это бесконтактная резка. Бесконтактный метод ускоряет процесс работы и отличается аккуратностью готового среза. Данный вид резки является безотходным, стружка сгорает в процессе. Лазерная резка подходит любым металлам небольшой толщины. Работа с толстыми листами имеет ограничения. Чаще всего выполняется с помощью газа, подаваемого в зону обработки.
Основные виды резки металлов лазерным лучом:
• резка плавлением
В данном виде применяется обработка с помощью рабочих газов (газолазерная резка). Газ подбирается по виду обрабатываемых материалов. Газ повышает тепловую мощность, позволяя резать любые материалы. Расплав, остающийся на стенках каналов, выдувается газом. Чаще всего используют азот, гелий, аргон, кислород.
• резка испарением
Разделение испарением выполняется высокомощным оборудованием, для которого необходимо большое количество энергии. Метод обработки испарением чаще применяют для резки тонкостенных заготовок, листов металла небольшой толщины. Температура в точке повышается с такой скоростью, что жидкость от плавления не успевает скопиться и испаряется.
• резка горением
Применяется только для черных металлов. Процесс сгорания происходит за счет применение кислорода. Существует риск обгорания кромок.
• термораскалывание
Применяется для хрупких материалов. Резкий перепад температуры в зоне реза превышает уровень прочности изделия, и она раскалывается. Направлять линию раскола можно корректирую режимы работы луча.
Преимущества лазерной резки:
- • исключительная точность
- • не требуются доработки краев
Большой спектр настроек лазерной резки дает возможность изготовления форм любой сложности из любой толщины материала. Резка толстых металлов более трудоемкий процесс. Перед началом работ необходимо выполнять предварительные расчёты и настраивать оборудование. Сложность процесса увеличивает жесткость металла: чем она выше, тем больше становится необходимость в энергетических затратах. Не обойтись без лазерной системы высокой мощности. Также нужно обратить внимание на фокусное расстояние линзы, чем толще материал, тем большее расстояние. Толстые виды стали, которые можно подвергать лазерной резке: нержавеющая, легированная, углеродистая, а также алюминий.
Облегчает процесс дополнительное использование сжатого воздуха или газ, который удаляет расплавленный материал из зоны резки. Это дополнение обеспечивает чистые срезы и исключает повторную резку. Вспомогательный газ необходимо выбирать по типу материала заготовки. Чтобы нормально работать с толстыми металлами, приходится подбирать оптимальные комбинации.
Металлическую заготовку желательно предварительно подготовить к резке, нагрев материала, позволит снизить его твердость. Тогда удается добиться большей пластичности материала, для плавления в процессе обработки. Дополнительно можно применить ультразвуковые колебания или электрический ток. Эти стимуляции облегчают резку металла повышенной толщины. Из-за возвратных колебаний толстолистовой металл обрезается на низкой скорости. Медленный процесс расплавления и сгорания приводит к образованию на срезе дефектов.
Самые распространенные дефекты лазерной резки металлов:
- • грат - затвердевшие металлические подтеки или капли. Является последствием неверно выбранной скорости резки. Частый дефект резки толстых листов. Техники ликвидации этого дефекта трудозатраты.
- • неровные края. Причиной может послужить неправильно настроенное оборудование или плохо закрепленный лист металла. Слишком большая толщина для станка.
- • вихри и борозды – возникают при неконтролируемом отрыве газового пучка. Устраняются выбором подходящего выходного давления основного и вспомогательного газа.
- • прожоги – сквозные дыры на поверхности металла, чаще встречается при резке алюминия, нельзя исправить, только утилизация
- • заусенец – острый выступ, образованный во время резки. Возникает при неправильной настройке станка
- • зазубрины – неровные выступы и углубления на кромке листа
- • окалина - корка на металле, появляющаяся при нагреве, причиной станет неверно выставленное давление и мощность
- • торцевая трещина – разрыв на торцах или боковых кромках
- • толстый либо черный рез. Причиной станет неверная настройка положения зеркал.
Все причины возникновения дефектов при лазерной резке листового металла можно объединить в две основные: нарушение технологического процесса и отсутствие контроля над техническим заданием. Или одну глобальную – человеческий фактор. Оператор может допустить ошибки:
- • неверно подобранная технология
- • неправильно выставленные настройки станка
- • несоблюдение техники безопасности
- • плохое или непрошедшее предварительный контроль сырье
- • плохо подготовленная рабочая поверхность
- • несвоевременно пройденное техническое обслуживание оборудования.
Лазерный раскрой металла сложный процесс, качество изделия зависит от опыта и квалификации оператора. С помощью лазера металл лучше резать если нужна высокая точность, а заготовка имеет небольшую толщину (чаще всего до 20 мм). При значительной толщине листового проката этот способ не самый эффективный, но возможный. Правильно подобранный режим работы лазерной установки к материалу заготовки минимизирует процент дефектов. Необходимо учитывать, с какой скоростью выполняется обработка, лазер какой мощности используется, диаметр луча, плотность обрабатываемого материала. Хороший специалист сможет на раннем этапе обнаружить возможный брак и не допустить его появление.
