Якщо говорити коротко, то суть процесу лазерного різання полягає в концентрації великої потужності на мінімальній площі, оброблюваної деталі.
Технологія процесу лазерного різання різних видів металу
Для роботи з чорними металами можуть застосовуватися лазерні установки, потужність яких перевищує 0,5 кВт, а ось для кольорових металів і їх сплавів необхідно обладнання від 1 кВт.
Робота зі сталями, що містять високий відсоток вуглецю, здійснюється в основному за газолазерной технології із застосуванням кисню. Пояснюється це тим, що екзотермічна реакція окислення нагрітого заліза в робочій зоні призводить до виділення значної кількості теплової енергії (перевищує енергію лазерного випромінювання в 4-5 разів). Завдяки цьому може виконуватися лазерна різка листового металу на більш високих швидкостях.
Якість різу досить висока, можливе утворення невеликої кількості грата на нижній площині оброблюваної деталі. Для фігурного різання (малі отвори, гострі кути деталей) варто застосовувати газолазерной технологію з використанням інертного газу.
Робота лазером по нержавіючої сталі істотно ускладнюється її хімічними і фізичними особливостями:
- Легуючі добавки в сплавах можуть привести до зашлаковиваніе шва.
- Можливість утворення оксидів, що володіють високою тугоплавкостью, які підвищують витрата енергії для виконання робіт.
- Деякі види нержавійки мають низьку плинністю, що так само ускладнюють процес.
Для роботи з нержавіючої сталлю потрібно застосовувати азот, який повинен подаватися в робочу зону під високим тиском (до 20 атмосфер). При різанні товстих металів пляма променя лазера має бути заглиблені в товщу металу, це забезпечить кращий доступ газу в робочу зону.
Варто сказати про те, що ціна лазерного різання металу такого типу досить висока, тому в багатьох випадках застосовуються інші технології.
Суть процесу обробки кольорових металів
Робота з кольоровими металами (різка) так само має цілий ряд особливостей. Робота з ними вимагає застосування обладнання з більш високою потужністю. В першу чергу такі метали значно краще відображають лазерне випромінювання, вони відрізняються низьким коефіцієнтом поглинання. Особливо це характерно для довжини хвилі випромінювання вуглекислотного лазера.
Тому для різання кольорових металів найкраще застосовувати твердотільні установки.
Крім того ці матеріали відрізняються високою теплопровідністю. Різка тонколистових деталей повинна здійснюватися в імпульсному режимі випромінювання. Це допоможе знизити зону нагріву поверхні деталі навколо шва і позбавить від можливої термічної деформації.
А з металом, які мають значну товщину, варто працювати в мікроплазмове режимі випромінювання. При цьому в ролі плазмообразующих речовин виступають пари оброблюваних металів і сплавів (цинк, магній і деякі інші). Утворює плазма дозволяє нагріти оброблювані поверхні до температури плавлення з найменшими енергетичними затратами.
Для розкрою алюмінію і його сплавів необхідно застосовувати інертний газ, який повинен подаватися при підвищеному тиску (до 10 атмосфер). Якість кромок достатньо хороше, при цьому в процесі різу грат утворюється тільки з внутрішньої сторони, але досить легко видаляється. Різка латуні здійснюється в такому ж режимі.
Рада по роботі з лазерною різкою металів
Зі збільшенням товщини деталі якість різу істотно погіршується.
Тому варто керуватися наступними даними по максимальному перетину металу при роботі лазером, потужність якого становить 1 кВт:
- Чорний метал (стали з різним ступенем легування) - 40 мм.
- Нержавійка - 25 мм.
- Алюміній і його сплави - 12 мм.
- Латунь - 12мм.
- Мідь і сплави- 5 мм.
Переваги технології лазерного різання
У порівнянні з іншими способами різання металу, лазерне обладнання відрізняється більш високою якістю різу і продуктивністю.
До переваг варто віднести:
- Мінімальна ширина різу від 0,1 до 1 мм.
- Невелика зона теплового (термічного) впливу.
- Відсутність деформацій.
- Висока якість крайок, гарт утворюється тільки з нижньої сторони деталі, при цьому він досить легко видаляється.
- Можливість застосування лазерних установок з числовим програмним управлінням для роботи з деталями, що мають складну форму або контур.
Конкурентом лазерного різання може стати тільки гидроабразівная технологія, яка стала застосовуватися набагато частіше, ніж раніше. При цьому різка водою з абразивом не призводить до термічного впливу на метал.
Найчастіше лазерна різка застосовується для роботи з металами, товщина яких не перевищує 5-6 мм, різання більш товстих матеріалом найчастіше здійснюється за іншими технологіями (з міркувань економічної доцільності).
Але подальший розвиток цього напрямку дозволяє сподіватися на збільшення його можливостей, а, відповідно, і обсягів застосування.