Центр промышленного оборудования предоставляет комплексные услуги по оснащению предприятий металлообрабатывающим оборудованием. Доверьтесь профессионалам, и мы создадим идеальное решение для вашего производства.
Запишитесь на консультацию или оформите заказ прямо сейчас!
- по телефону 8 (800) 707 92-21
- по почте zakaz@cpo-rf.ru
Лазерная резка толстых листов: как добиться гладкой и точной поверхности
Лазерная резка давно перестала быть просто методом обработки тонких материалов. Современные технологии позволяют эффективно резать толстые металлические листы (от 6 мм и более), сохраняя высокую точность, чистоту кромок и повторяемость.
Однако при работе с толстыми заготовками важно учитывать особенности процесса, чтобы избежать дефектов поверхности — таких как заусенцы, окалина, окисление и зона термического влияния (ЗТВ).
Что такое лазерная резка толстых листов?
Лазерная резка толстых листов — это процесс, при котором сфокусированный лазерный луч расплавляет или испаряет металл, а вспомогательный газ (кислород, азот или воздух) удаляет расплавленный материал из зоны резания.
Этот метод особенно популярен при обработке:
- Низкоуглеродистой стали
- Нержавеющей стали
- Алюминия
- Титана
Особенности работы с толстыми листами:
- Увеличенное время воздействия тепла
- Более высокие требования к мощности лазера
- Необходимость компенсации конусности
- Повышенная чувствительность к настройкам скорости и давления газа
Факторы, влияющие на качество поверхности
|
Фактор |
Описание |
Влияние на поверхность |
|---|---|---|
|
Мощность лазера |
Сила луча, измеряемая в кВт |
Недостаточная мощность → неполный пропил, окалина |
|
Фокусировка луча |
Глубина фокуса и диаметр пятна |
Неправильная фокусировка → заусенцы, шероховатости |
|
Скорость резки |
Скорость перемещения головки |
Слишком медленно → перегрев и окисление; слишком быстро → неполный срез |
|
Вспомогательный газ |
Кислород, азот, воздух |
Неверный выбор газа → окисление, плохое удаление расплава |
|
Тип материала |
Сталь, алюминий, титан |
Разная отражающая способность и теплопроводность |
|
Толщина материала |
От 6 до 50+ мм |
Чем толще лист, тем больше контроля требуется |
Примечание: При работе с толстыми листами увеличивается риск образования конусности, когда верхний край шире нижнего.
Как проверить качество поверхности после резки?
После завершения резки необходимо провести входной контроль полученных кромок. Вот основные этапы:
1. Визуальный осмотр
Ищите следующие дефекты:
- Заусенцы — неровности и наплывы на краях
- Окалина — остатки расплавленного металла
- Окисление — изменение цвета (побежалость)
- Неровности — нечеткая линия реза
Идеальный рез: гладкий, почти полированный край без заусенцев и окалины.
2. Измерение шероховатости поверхности
Для объективной оценки используется показатель Ra (среднее арифметическое отклонение профиля).
|
Материал |
Допустимый Ra (мкм) |
Метод измерения |
|---|---|---|
|
Нержавеющая сталь |
< 6–8 мкм |
Профилометр |
|
Алюминий |
< 10 мкм |
Шероховатомер |
|
Низкоуглеродистая сталь |
< 10 мкм |
Контактный/бесконтактный датчик |
Более высокие значения указывают на необходимость корректировки режимов резки.
3. Проверка геометрии кромок
Критически важным является перпендикулярность кромки.
|
Дефект |
Причина |
Решение |
|---|---|---|
|
Конусность |
Смещение фокуса, недостаток давления газа |
Настройка фокусировки, увеличение давления |
|
Наклон кромки |
Неравномерное охлаждение, вибрации |
Установка стабильных опор, контроль температуры |
4. Анализ зоны термического влияния (ЗТВ)
ЗТВ — это участок вокруг реза, где структура материала изменилась под действием тепла.
|
Признак ЗТВ |
Возможные последствия |
|---|---|
|
Пожелтение, потемнение |
Изменение прочностных свойств |
|
Микротрещины |
Снижение долговечности детали |
|
Напряжения в материале |
Деформация при дальнейшей обработке |
Используйте азот вместо кислорода, чтобы минимизировать окисление и ЗТВ.
5. Неразрушающий контроль (НК)
Для ответственных применений (например, в авиации или энергетике) применяются методы НК:
- Ультразвуковой контроль
- Рентгеновская дефектоскопия
- Цветная дефектоскопия
Эти методы помогают выявить внутренние трещины и дефекты, которые невозможно увидеть невооружённым глазом.
Советы по улучшению качества резки толстых листов
Оптимизируйте параметры резки — мощность, скорость, фокусировка и давление газа должны соответствовать толщине и типу материала.
Выбирайте правильный вспомогательный газ:
- Кислород — для углеродистой стали
- Азот — для нержавейки и алюминия
- Сжатый воздух — экономичный вариант, но может вызвать окисление
Предварительно нагревайте материал — это снижает температурный градиент и предотвращает растрескивание.
Используйте систему управления фокусом — современные станки автоматически регулируют фокус в зависимости от толщины.
Обрабатывайте кромки после резки — шлифовка, полировка, удаление заусенцев улучшают внешний вид и функциональность деталей.
Сравнение газов для лазерной резки
|
Газ |
Применение |
Преимущества |
Недостатки |
|---|---|---|---|
|
Кислород |
Углеродистая сталь |
Высокая скорость, хорошее удаление расплава |
Окисление кромок |
|
Азот |
Нержавеющая сталь, алюминий |
Чистый рез, нет окисления |
Высокая стоимость газа |
|
Сжатый воздух |
Общие задачи |
Доступный, универсальный |
Может оставлять окалину, снижает срок службы сопла |
Когда нужна последующая обработка?
|
Признак |
Необходимость финишной обработки |
|---|---|
|
Заусенцы |
Да, используйте шлифование |
|
Окалина |
Да, очистка абразивными кругами |
|
Конусность |
Иногда, зависит от допусков |
|
Побежалость |
Да, если важен эстетический вид |
|
Неровности > Ra 10 мкм |
Да, требует полировки |
Заключение
Лазерная резка толстых листов — это сложный, но управляемый процесс. Чтобы добиться гладкой и чистой поверхности, необходимо:
- Точно настраивать мощность лазера и скорость резания
- Использовать подходящий вспомогательный газ
- Контролировать фокусировку и давление
- Проводить визуальный и инструментальный контроль после резки
- При необходимости выполнять финишную обработку кромок
Главное правило: чем выше толщина материала, тем строже контроль параметров и тем больше внимания нужно уделить подготовке и настройке оборудования.
Современный подход к лазерной резке толстых листов позволяет достигать качества, сравнимого с фрезерованием. Главное — правильно настроить оборудование и контролировать каждый этап!
