Нержавеющая сталь является универсальным материалом для многих изделий. Ее защитные свойства, стойкость к возникновению коррозии, а также эстетичный внешний вид определяют ее частое использование. Из нержавейки делают детали для станков, автомобилей, применяют в медицине и при изготовлении элементов декора. Но чтобы сохранить свойства нержавеющей стали, при обработке нужно применять специальные технологии. Одна из таких – лазерная резка.

Технология лазерной резки нержавеющей стали
Изготовление деталей из нержавеющей стали на лазерном станке является уникальным методом. Воздействие на заготовку происходит без прямого контакта с режущим инструментом, посредством направленного светового потока. Это обеспечивает перпендикулярность линии реза, ее однородность, что важно при высокоточной подгонке деталей.
Воздействие лазерного луча на ограниченный участок поверхности металла приводит к его нагреву до температуры плавления. При этом некоторая часть сплава испаряется, а другая – расплавляется и удаляется из линии реза. Для ускорения процесса удаления металла применяется газовая среда. Кроме ускорения процесса, использование газовой среды обеспечивает защиту нагреваемой кромки нержавеющей стали от окисления.
Лазерный станок состоит из 3 основных узлов:
- система образования и подачи лазера – включает систему накачки, которая преобразует электрическую энергию в поток света, а также систему линз разного назначения, собирающих и направляющих этот поток на поверхность заготовки;
- числовое программное управление (ЧПУ) – комплектуется персональным компьютером, датчиками управления и контроля, сервоприводами, данная система отвечает за перемещение рабочей головы лазера по поверхности заготовки, режимы работы и выполнение заданной программы в соответствии с проектом;
- система подачи газовой среды – отвечает за очистку газа, нагнетание установленного давления, а также его подачи в рабочую зону.
Также лазерный станок комплектуется системой охлаждения, дымоудаления и рабочим столом (станиной). Для обеспечения безопасности оператора, используется дублирующий пульт управления.
Особенности резки нержавейки
Технология резки нержавеющей стали на лазерном станке отличается от методики, применяемой для обычной углеродистой стали. Дело в том, что нержавейка имеет низкую теплопроводность и высокую отражательную способность. Первый фактор требует увеличения мощности лазера для достаточного нагрева поверхности и расплава металла.
Отражательная способность – это свойство металла рассеивать лазерный луч в длинноволновом диапазоне. Поэтому при резке нержавеющей стали используется волоконный лазерный станок, у которого длина волны составляет не более 1 мкм. Допускается работу выполнять на газовом СО2-станке при обработке толстостенных заготовок, толщиной более 10 мм. Но в этом случае линия реза потребует дополнительную обработку, так как образуются дефекты.
Чтобы ускорить процесс резки, обеспечить удаление расплава, а также сохранить защитные свойства нержавейки, при ее резке применяют газовую среду. Для этого используют:
Кислород можно использовать только для толстостенных заготовок и при условии, что к качеству реза нет высоких требований. Это обусловлено свойством такой газовой среды: кислород способствует окислению и меняет цвет металла. Альтернативной является воздух, представляющий смесь кислорода, азота, углекислого газа и других примесей. Воздух применяют для резки нержавейки средней толщины.
В большинстве случаев для обработки нержавеющей стали используют чистый азот. Это инертный газ, который не является окислителем, защищает линию реза от возникновения дефектов, а также служит для увеличения скорости остывания.
Преимущества и недостатки резки
Обработка нержавеющей стали на лазерном оборудовании имеет следующие преимущества по сравнению с плазменной, абразивной и кислородной резкой:
- точность – станок позволяет изготавливать детали с минимальными допусками до 0,05мм;
- повторяемость – автоматизация процесса (ЧПУ) при серийном выпуске изделий обеспечивает идентичную геометрию;
- ЗТВ – зона термического влияния на поверхности детали ограничена линией реза, что позволяет сохранить свойства и кристаллическую решетку металла;
- экономия сырья – на лазерном станке толщина реза составляет 0,1-0,4мм (зависит от толщины заготовки);
- скорость – при работе с заготовками, толщиной 3-10мм, лазерный станок справляется быстрее другого оборудования;
- качество – после обработки лазером, деталь не нужно дополнительно доводить, так как на кромке не образуется грата, заусенцев, окалины.
Использование чистого азота сохраняет структуру нержавеющей стали, не допуская перегрева краев, вследствие чего на кромке нет прогаров.
Недостатками лазерной резки нержавейки является ограничения по толщине заготовки (не более 20мм), размеру рабочего стола, а также высокой стоимости оборудования и азота. Перед работой нужно правильно настроить параметры реза (фокус, интенсивность, расстояние, давление газа, чертеж), поэтому к выполнению задач допускается только квалифицированный персонал.
Что можно обрабатывать на лазерном станке
На лазерном станке можно обрабатывать листовой материал, круглые и профильные трубы, декоративные элементы, а также детали сложной геометрии. При использовании волоконного оборудования можно резать аустенитную нержавейку AISI 304, 321, ферритные и мартенситные сплавы.
На стоимость работы влияют несколько факторов:
- толщина заготовки – на толстостенные детали уходит больше газовой среды и времени работы;
- криволинейность резания – изгибы, отверстия малого радиуса, а также количество линий удорожают резку;
- врезки – чем больше точек вреза (прожига) детали, тем больше времени потребуется станку для выполнения программы;
- объем заказа – для партии одинаковых деталей цена может быть снижена.
Компания «Аурис 3D» выполняет лазерную резку нержавеющей стали на волоконных станках Mitsubishi Electric ML3015eX-F60 и Mazak OPTIPLEX 3015 FIBER. Работаем с листовым металлом, а также трубами. Наше оборудование комплектуется автоматически фокусируемой лазерной головкой, а также современным программным обеспечением. Поможем разработать чертеж по вашим эскизам. Предоставляем гарантии.