Использование лазерных технологий при обработке черных металлов (углеродистая сталь), является предпочтительным методом их разделки относительно других способов. Дело в том, что световой поток воздействует на поверхность заготовки без непосредственного контакта резца, ввиду его отсутствия. Процесс резки осуществляется благодаря нагреву стали лазерным лучом с последующим плавлением. При соблюдении технологии резки, кромка металла не подлежит дополнительной обработке, а также не образуются дефекты как при других методах обработки (газопламенный, плазменный, абразивный).
Технология резки черных металлов
Резка углеродистой стали при помощи лазерного станка выполняется автоматически. Для этого применяют:
- газовые СО-2 установки;
- оптоволоконные (волоконные) станки;
- твердотельные станки.
Последний тип оборудования используется только для гравировки на поверхности металла или его разделки для листов, не толще 1мм. Газовые и оптоволоконные станки применяют чаще, ввиду их универсальности и широкого диапазона обработки деталей.
Для создания концентрированного лазерного луча, станок оснащен системой накачки и оптическим резонатором. В последнем энергия накачки преобразуется в световой поток, который собирается в направленный пучок. После этого, луч направляется фокусирующей линзой через сопло на поверхность металлической детали, нагревая и расплавляя (испаряя) его.
Разделка черного металла на лазерном оборудовании происходит в 4 этапа:
- разработка проекта (чертежа) и его загрузка на компьютер станка;
- задание параметров резания, включая указание толщины заготовки, марке стали, скорости подачи и мощности лазера;
- фиксация заготовки на рабочем столе и выполнение программы реза;
- визуальный и инструментальный контроль кромки реза, а также параметров детали, сопоставление результатов с данными проекта.
Выбор типа станка, скорости проходки, а также применение газовой смеси для удаления расплава, осуществляются для каждой марки углеродистой стали.
Особенности резки
Обработка углеродистой стали на лазерном оборудовании сопряжена с применением газовой среды под высоким давлением. Для сохранения чистоты реза и недопущения появления дефектов (облоя, грата, наплывов), в рабочую зону подается струя газа. Выбор типа газовой смеси обусловлен требуемым качеством, проектными данными, а также толщиной детали.
Какой газ используется для резки:
- воздух – применяется для неответственных деталей средней толщины (4-8 мм);
- кислород – используется в том случае, когда толщина заготовки составляет 10 мм и более;
- азот – применяется при разделке металла с толщиной до 8-10 мм при необходимости обеспечить чистую кромку.
Кислород обеспечивает ускорение процесса резания за счет вступления в экзотермическую реакцию и повышения скорости нагрева. Воздух – более дешевый и инертный газ. Его применяют при массовой разделке листового металла. А вот азот является дорогостоящим и используется, только если нужен качественный рез.
Резка черного металла на лазерном станке проходит намного «легче», чем например меди, алюминия или латуни. Дело в том, что поверхность углеродистой стали, при условии ее предварительной очистки, хорошо поглощает свет, так как она имеет низкий коэффициент отражаемости. Напротив, медь и алюминий рассеивают излучение, что накладывает ограничения на максимальную толщину их обработки.
Преимущества и недостатки лазерной резки черных металлов
Углеродистая сталь хорошо обрабатывается на лазерном оборудовании. Оптоволоконные и газовые станки оснащаются числовым программным управлением (ЧПУ), благодаря чему можно изготавливать детали любой геометрии. Лазер делает прямые и криволинейные резы с заданным радиусом, чего нельзя добиться другими методам.
Плюсы работы:
- высокая точность разделки;
- высокая степень повторяемости;
- изготовление деталей разных геометрических форм;
- качество кромки;
- минимальный расход металла.
Перемещение лазерной головки станка выполняется по заданным координатам. Это позволяет изготавливать партии деталей с отступлением не более 0,01-0,03 мм от проекта.
Недостатками лазерной обработки черных металлов являются высокая стоимость (по сравнению с другими методами), а также необходимость разработки чертежа по определенным требованиям. Дополнительные расходы будут, если в качестве газовой среды применяют азот.
Какие материалы можно обрабатывать
На лазерном станке можно обрабатывать любые виды стали (в том числе углеродистую, нержавеющую), медь, алюминий, латунь и титан. Оптоволоконное оборудование позволяет работать как с листовым металлом, так и с трубами (круглые, квадратные), прутком и арматурой.
Допустимая толщина обработки:
- на газовом СО-2 станке – от 1 мм до 30 мм углеродистая сталь, чем толще заготовка, тем больше расход кислорода;
- на волоконном станке – 0,5-20 мм углеродистая сталь, применяется, если нужно добиться высокого качества реза.
От чего зависит стоимость лазерной резки черного металла
Стоимость работы по резке черного металла зависит от используемого газа (азот дороже), количества отверстий, врезок, а также наличия криволинейных проходов. Типовые детали по одному проекту обойдутся дешевле, чем резка заготовок по индивидуальным чертежам. Также на стоимость влияет толщина металла – чем толще заготовка, тем большая мощность лазера должна воздействовать на поверхность, с увеличением времени работы.
Компания «Аурис 3D» оказывает услуги лазерной резки черного металла. Работаем на волоконных лазерных установках Mitsubishi ML3015eX-F60 и OPTIPLEX 3015 FIBER. Эти станки оснащены самофокусирующей линзой, зональной вытяжкой, а также системой подготовки и подачи газа под давлением. Работы выполняем в соответствии с положениями ГОСТ Р 71837-2024 и ГОСТ ИСО 9013-2022. Максимальная толщина обработки углеродистой стали – до 20 мм. Предоставляем гарантии.
