Технология лазерной резки металла – оборудование, особенности

Лазерная резка металла — процесс, при котором материал нагревается и разрушается с помощью лазерного излучения. Для этого используются специальные установки. С помощью лазерной энергии можно обрабатывать поверхности с минимальной площадью. Данная технология резки металла основывается на его плавлении и испарении в зоне, на которую воздействует излучение.

Технология лазерной резки: особенности

После проведения процедуры резки металла качество кромок можно сравнить с изделиями, которые были обработаны механически. Благодаря высокой скорости резки во время проведения обработки металла изделия практически не деформируются, в дальнейшем их форма не требует дополнительной коррекции. После окончания работы остается минимальное количество отходов. Возможна лазерная резка не только листовых материалов, но и труб, профильного проката. Перед ее проведением часто нет необходимости в дополнительной подготовке поверхностей. Если планируется обработка стального листового материала, необходимо снять антикоррозийное покрытие.

Свойства лазерного луча:

1. Имеет одинаковую частоту волны по всей протяженности. Благодаря данному преимуществу есть возможность сфокусировать луч с помощью стандартных оптических линз.
2. Легко направляется на необходимую зону, благодаря чему лазерную резку можно использовать для обработки материалов с минимальной площадью. При правильных настройках оборудования можно добиться четкой фокусировки.
3. Благодаря согласованности волновых процессов можно создать стабильный поток энергии с максимальной мощностью.

Существует 2 основных способа, с помощью которых выполняется лазерная резка:

1. Испарение. Чтобы выполнить резку металла данным методом, потребуется высоковольтное оборудование. В процессе работы затрачивается большое количество электроэнергии, что не всегда целесообразно. Способом испарения можно обработать только листовой металл небольшой толщины.
2. Плавление. Обычно при резке металла воздействие осуществляется лазерным лучом в комплексе с газами, которые направляются с помощью отдельных установок на необходимую область. Используя данную технологию, можно значительно уменьшить расходы на электроэнергию, увеличить скорость рабочего процесса, получить возможность применять оборудование с умеренной мощностью, а также обрабатывать детали со средней или большой толщиной.

Нередко вместе с лазером применяется кислород в качестве дополнительного метода для максимально быстрой и четкой резки металла. В случае использования данных элементов в комплексе можно добиться таких преимуществ:

1. Ускорение процессов окисления металла, что позволяет подавить его отражающие свойства.
2. Увеличение тепловой мощности в необходимой области.
3. Устранение мелких частиц металла, появившихся во время его сгорания, если кислород подается под достаточным давлением.

Оборудование для лазерной резки

Существует несколько типов станков:

1. Газовые установки являются наиболее популярным оборудованием, позволяющим за минимальный отрезок времени качественно выполнить задачу. В качестве рабочего тела в этом случае выступают газы, который при воздействии электричества излучают монохроматический свет. На данный момент большинство подобных установок производится для работы на углекислом газе. Они отличаются небольшим размером, высокой мощностью и легкостью в эксплуатации.
2. Твердотельные станки нередко применяются в промышленности. Конструкция включает лампу накачки и рабочее тело. Излучение поступает от лампы накачки. Обычно оборудование активизируется по запросу, что обеспечивает максимальный уровень контроля за рабочим процессом, однако в некоторых случаях функционирование осуществляется непрерывно.
3. Газодинамические станки применяется при необходимости качественно выполнить работу за минимальные сроки. Перед выполнением лазерной резки газ предварительно нагревается до нескольких тысяч градусов, направляется под высоким давлением, затем охлаждается. Установки газодинамического типа являются наиболее дорогостоящими, однако проявляют высокую эффективность при работе.

Лазерная резка осуществляется с помощью воздействия луча на определенную область на поверхности металла. Осуществляется его быстрое нагревание, после чего следует расплавление. Скорость резки зависит от мощности оборудования, диаметра луча, фокусного расстояния, а также от теплопроводности конкретного материала. Когда лазерный луч оказывает воздействие на поверхность на протяжении достаточного времени, температура постоянно поднимается, доходит до кипения, что провоцирует плавление или испарение металла.