Лазерная резка металла - краткая характеристика

Лазерная резка - это технология резки и раскроя конструкционных материалов с использованием мощного лазера. Обычно используется в промышленности. Лазерный луч, управляемый компьютерной программой, в месте фокуса концентрирует большую энергию и в связи с этим может прорезать почти все известные конструкционные материалы, несмотря на их механические свойства. Во процессе резки в месте влияния лазерного луча область разреза материала плавится, испаряется, воспламеняется, а также выдувается сильной струей выбранного газа. Тем не менее при небольших толщинах материалов или при большой мощности лазера возможно получить узкий срез, в котором будет минимальная зона температурного влияния. Лазерная резка выгодно отличается от других видов металлообработки тем, что не влияет механически на материал во время процесса резки, при этом присутствуют минимальные деформации, которые являются временными и остаточными после охлаждения материала. Это дает возможность резать даже легко деформируемые заготовки. Благодаря относительно высокой мощности лазера обеспечивается хорошее качество резки, а также большая производительность процесса.

В твердотельных лазерах используются твердые тела, такие как рубин или, например, стекло со специальными добавками по типу флюорита кальция. Эти лазеры создают мощный импульс за доли секунд, и при этом могут работать и в непрерывном режиме, и в импульсном.

Газовые же лазеры - это лазеры в основе которых газовая смесь, нагреваемая электрическим током. Поток газов благодаря электроэнергии приобретает направленность и также монохромность. В составе этой смеси лежит азот, углекислый газ и гелий.

Газодинамический лазер такой же, как и газовый и тоже на основе углекислого газа. При пропуске сквозь узкий проход его нагревают, при этом газ расширяется и теряет температуру одновременно. При таком режиме получается большая тепловая энергия, благодаря чему появляется возможность резать толстые металлы. Точность такого лазера довольно высокая, так как он обладает высокой мощностью.

Режимы резки напрямую зависят от параметров определенной лазерной машины, такие как мощность источника лазера, фокусное расстояние и т.д. Так же влияет толщина металлов, их твердость и прочность. Например известно, что высокоуглеродистые стали марки 65Г режутся на 10-15% медленнее, чем обычная сталь марки 08КП или СТ3. Так же обычная низкоуглеродистая сталь режется на 30% быстрее, нежели нержавеющая сталь. Так же влияет выбор газа при резке, например резка воздухом снижает скорость резки практически вдвое. Выбор параметров резки имеет влияние на качество реза. Исследования показали, что самыми главными параметрами для этого остаются толщина материала и скорость резки.

Преимуществами лазерной резки принято считать довольно высокий диапазон толщин разрезаемых изделий: для меди – 0,1-15мм; для алюминия – 0,1-20мм; для стали и нержавейки – 0,1-30мм. Есть лазеры, которые режут стали и до 50мм толщиной.
Так же из преимуществ можно выделить возможность резать легкодеформируемые детали и изделия со сложной формой, так как на станки с ЧПУ можно через программу вставить чертеж детали и машина сама разрежет все с высокой точностью. Большая скорость резки и минимальное количество отходов тоже является огромным преимуществом перед другими процессами резки металлов. Так же сама технология лазерной резки является универсальной, что позволяет решать производственные задачи высокой сложности.

Недостатками в лазерной резке являются высокая цена резки, так как идет большое энергопотребление, а так же довольно низкое ограничение по толщине разрезаемого материала. Но при этом высокая точность резки делает эту технологию одной из самых передовых в промышленности всех развитых стран.