Особенности лазерной резки различных металлов

Особенности лазерной резки различных металлов: алюминий, медь, нержавеющая сталь

Лазерная резка металла – высокоточный метод обработки, с помощью которого заготовку можно разделить на фрагменты требуемого размера с минимальными потерями материала. На сегодня это самый эффективный способ резки. Так как с его помощью можно вырезать изделия сложной формы, получать ровный аккуратный край и минимизировать напрасные потери. Однако эффективность во многом зависит от вида и характеристик материала. Рассмотрим подробнее особенности лазерной резки проблемных металлов и сплавов: меди, алюминия и нержавеющей стали.

Что такое лазерная резка металла?

Лазерная резка металла – это технология высокотемпературной обработки. На металлическую поверхность воздействует лазерный луч, сфокусированный с помощью системы линз. Он разогревает ее до температуры плавления и испаряет металл в области контакта. Из-за небольшого диаметра луча толщина линии реза минимальна, это позволяет избежать больших напрасных потерь.

Лазерный луч воздействует только непосредственно на рабочую область и не нагревает соседние зоны – это предотвращает деформацию заготовки. Она не испытывает механической нагрузки из-за отсутствия контакта, благодаря этому края реза остаются идеально ровными. Они не требуют последующей шлифовки или иной механической обработки. Эти и другие преимущества делают лазерную технологию лучшим решением при раскрое металлической заготовки.

Основы лазерной резки

Для резки металлов используется преимущественно 2 вида агрегатов – это СО2-лазеры и волоконные лазеры. В первом случае лазерный луч генерируется при пропускании электрического тока через стеклянную колбу, заполненную углекислым газом. Он начинает светиться, свет концентрируется и отражается системой линз. В результате фокусировки формируется лазерный луч. С помощью которого можно эффективно разрезать металлы с низкой отражающей способностью, например, сталь.

Волоконные лазеры работают по более новой технологии, расширяющей возможности из применения. Такое оборудование используется для резки черных и цветных металлов, с его помощью можно разрезать заготовки большей толщины. Для каждого из них индивидуально подбирается мощность импульса и требуемое количество энергии.

Основные компоненты процесса резки:

·        Источник генерации лазерного луча высокой мощности. Он формирует поток излучения, которое фокусируется линзами и направляется в рабочую зону заготовки.

·        Система линз и зеркал. С их помощью луч концентрируется в нужной точке, чтобы разогреть металл до температуры плавления и испарения.

·        Подвижный или неподвижный сто, на который устанавливается металлическая заготовка.

·        Контролер, управляющий процессом резки. Такой процесс не проводится вручную: перемещение лазерного луча контролируется компьютером он отслеживает его перемещение по заданной траектории.

Процесс резки контролируется оператором. Он следит за выполнением программы, настраивает траекторию движения луча, его скорость, мощность и другие технические параметры.

Особенности резки отдельных видов металлов

Разные металлы отличаются по отражающей способности – это влияет на качество лазерной резки. Рассмотрим особенности обработки наиболее популярных разновидностей металлов и их сплавов.

·        Сталь хорошо поддается резке различными видами лазерных станков благодаря небольшой отражающей способности. Такая технология может использоваться для работы и с тонкими, и с более толстыми листами – увеличенная толщина потребует более мощного источника излучения.

·        Алюминий. Этот металл намного сложнее резать из-за его высокой теплопроводности и способности поглощать лазерное излучение. Обработка проводится газовыми или твердотельными резаками, для повышения качества реза в рабочую область направляется газовый поток – он выдувает мельчайшие капли расплавленного алюминия и не позволяет им осесть на поверхности металла. Для повышения качества обработки используются лазеры большой мощности.

·        Медь – металл с высокой степенью светоотражения, что затрудняет ее обработку лазером. С помощью этой технологии можно разрезать медные заготовки толщиной всего до 6 мм. Обработка проводится на невысокой скорости при большой мощности лазера, это приводит к повышенным затратам энергии. Чем больше толщина заготовки, тем большие затраты потребуются, что делает лазерный раскрой медных заготовок экономически невыгодным.

·        Нержавеющая сталь с трудом поддается лазерной резке из-за особенностей состава. В ней присутствует большое количество легирующих компонентов, из-за которых зашлаковывается линия разреза. Кроме того, такие сплавы имеют низкую текучесть, что дополнительно затрудняет обработку. Для резки нержавейки лазером в рабочую зону подается очищенный азот, давление должно составлять 20 атмосфер. Из-за высокой прочности такого металла его трудно разрезать другими способами, резка лазером остается одним из самых результативных методов.

От чего зависит качество лазерной резки?

Качество обработки металлических заготовок лазером будет зависеть сразу от нескольких условий:

·        Тип металла или сплава. Для каждого вида подбирается оптимальная мощность луча и его другие параметры;

·        Толщина заготовки. Чем она больше, тем больше энергии потребуется для получения нужного результата;

·        Количество линз, правильность настройки фокусировки луча. Для каждой заготовки оператор станка настраивает оптимальные рабочие параметры;

·        Предварительная подготовка заготовки. Поверхность должна быть полностью очищена от окислов и загрязнений, иначе качество резки значительно снизится.

Такая технология обеспечивает высокую точность обработки материала. Лазерный луч перемещается строго по заданной траектории, процесс контролируется компьютером. Правильный подбор оборудования и правильные настройки станка помогут решить даже самые сложные задачи, в том числе выполнение резки цветных металлов.