4 типа лазерной резки, которые вы должны знать

Лазерная резка — это бесконтактной субтрактивный метод обработки, в котором для резки заготовки используется сфокусированный лазерный луч. Лазерный луч фокусируется для формирования светового пятна с высокой плотностью энергии. Лазерная резку можно разделить на четыре различных метода со своими преимуществами и особенностями.

При лазерной резке плавлением заготовка частично расплавляется, а расплавленный материал удаляется потоком воздуха. Поскольку перенос материала происходит только в жидком состоянии, процесс называется лазерной резкой плавлением.

Лазерный луч сопровождается инертным режущим газом высокой чистоты, который удаляет расплавленный материал из зоны резки, при этом сам газ не участвует в резке.

Лазерная резка плавлением позволяет достичь более высокой скорости резки, чем при резке с испарением. Энергия, необходимая для резки с испарением, обычно выше, чем энергия, необходимая для резки плавлением.

При лазерной резке лазерный луч поглощается лишь частично. Максимальная скорость резки увеличивается с увеличением мощности лазера и уменьшается с увеличением толщины листа и температуры плавления материала. При мощности лазера ниже определенного уровня ограничивающим фактором является давление воздуха в зоне резки и теплопроводность материала.

При лазерной резке испарением лазерный луч работает в импульсном режиме, а длина импульса рассчитана таким образом чтобы испарить определенный участок металла и не задеть область вокруг. Часть материала преобразуется в пар, а часть материала сдувается вспомогательным потоком газа из зоны резки.

В этом случае требуется очень высокая мощность лазера. Чтобы пары материала не конденсировались на стенках кромки, толщина материала не должна превышать диаметр лазерного луча.

Этот процесс подходит только для тех случаев, когда необходимо избежать удаления расплавленного материала. Фактически он используется только на небольших участках для черных сплавов. Он не может быть использован для таких материалов, как дерево и некоторые виды керамики, которые не имеют расплавленного состояния и поэтому менее склонны к образованию конденсата.

При лазерной резке c испарением оптимальная фокусировка луча зависит от толщины материала и качества луча.

В случае толщины листа ниже определенного числа максимальная скорость резки обратно пропорциональна температуре испарения материала.

Для хрупких материалов, склонных к тепловому повреждению, высокоскоростная и контролируемая резка посредством нагрева лазерным лучом называется резкой с контролем разрушения.

Основное содержание этого процесса резки заключается в следующем:

1. Лазерный луч нагревает небольшую область хрупкого материала, вызывая большой тепловой градиент и серьезную механическую деформацию в этой области, что приводит к растрескиванию материала.
2. Пока поддерживается сбалансированный градиент нагрева, лазерный луч может направлять трещины в любом желаемом направлении.

При резке плавлением обычно используется инертный газ. Если используется кислород или другой реактивный газ, то материал загорается под облучением лазерного луча, вступает в бурную химическую реакцию с кислородом и производит другой источник тепла, который еще больше нагревает материал.

Этот процесс называется резкой со сгоранием материала. Благодаря этому эффекту скорость резки конструкционной стали той же толщины выше, чем при резке плавлением. Однако качество разрезов может быть хуже.

Фактически, получаются более широкие швы, явная шероховатость, увеличенные зоны термического влияния и худшее качество кромок.

Лазерная резка со сгоранием материала не подходит для обработки точных контуров и острых углов из-за риска их прожога. Импульсный режим лазера может использоваться для ограничения теплового эффекта, а мощность лазера определяет скорость резки.

В случае определенной мощности лазера ограничивающим фактором является поступление кислорода и теплопроводность материала.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Что делает лазерное оборудование незаменимым при работе с металлом»‎ и «‎Советы по лазерной резке металла для начинающих»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!