Современное производство требует профессионального подхода к оснащению. Центр промышленного оборудования предлагает полный цикл услуг по внедрению металлообрабатывающего оборудования, адаптированного под ваши задачи.
Запишитесь на консультацию прямо сейчас!
- по телефону 8 (800) 707 92-21
- по почте zakaz@cpo-rf.ru
Выбор вспомогательных газов для волоконных лазерных резаков
Волоконные лазерные резаки произвели революцию в металлообработке, обеспечивая высокую точность, скорость и эффективность. Однако ключевым фактором качества резки является не только мощность лазера, но и правильный выбор вспомогательного газа.
Газы играют важную роль: они удаляют расплавленный металл, защищают оптику, ускоряют процесс и влияют на качество кромки. В этой статье — подробный разбор трёх основных газов: азота (N₂), кислорода (O₂) и сжатого воздуха, их преимуществ, ограничений и рекомендаций по применению. Все данные приведены в метрической системе.
Какие функции выполняют вспомогательные газы?
Вспомогательный газ подаётся через сопло одновременно с лазерным лучом и выполняет несколько критически важных задач:
|
Функция |
Пояснение |
|---|---|
|
Удаление расплава |
Газ сдувает расплавленный металл из зоны реза, предотвращая застывание и образование заусенцев |
|
Защита оптики |
Охлаждает линзу и сопло, предотвращая загрязнение и перегрев |
|
Регулирование химической среды |
Инертные газы предотвращают окисление, активные — усиливают резку за счёт горения |
|
Повышение скорости резки |
Некоторые газы (например, O₂) ускоряют процесс за счёт экзотермической реакции |
|
Улучшение качества кромки |
Чистый срез без окалины, окислов и шероховатостей |
Важно: Выбор газа зависит от материала, толщины, требуемого качества и экономических факторов.
Основные вспомогательные газы: сравнение и применение
1. Азот (N₂) — для чистой, неокисленной резки
1. Азот (N₂) — для чистой, неокисленной резки |
Характеристика |
Значение |
|---|---|
|
Тип газа |
Инертный |
|
Давление подачи |
10–20 бар (в зависимости от толщины) |
|
Применение |
Нержавеющая сталь, алюминий, медь, титан |
|
Толщина материала |
До 30 мм (при мощности лазера 12–15 кВт) |
Преимущества:
- Отсутствие окисления — идеальная матовая кромка без окалины.
- Минимум заусенцев — подходит для деталей, не требующих дополнительной обработки.
- Высокое качество поверхности — важен для сварки, покраски и декоративных изделий.
Недостатки:
- Высокая стоимость — особенно при больших расходах (до 20 м³/час).
- Неэффективен для толстой углеродистой стали — требует высокого давления и расхода.
Используйте азот, если важна эстетика, коррозионная стойкость или последующая обработка (сварка, покраска).
2. Кислород (O₂) — для быстрой резки стали
|
Характеристика |
Значение |
|---|---|
|
Тип газа |
Активный (окислитель) |
|
Давление подачи |
2–8 бар |
|
Применение |
Углеродистая и низкоуглеродистая сталь |
|
Толщина материала |
До 35 мм (при 15 кВт) |
Преимущества:
- Высокая скорость резки — экзотермическая реакция добавляет тепло, ускоряя процесс на 20–40%.
- Экономичность — ниже потребление по сравнению с азотом.
- Отличная производительность на толстых сталях — особенно эффективен при резке от 10 мм и выше.
Высокая скорость резки — экзотермическая реакция добавляет тепло, ускоряя процесс на 20–40%.Недостатки:
- Окисление кромки — образуется тёмный слой окалины, который нужно удалять перед сваркой или покраской.
- Не подходит для цветных металлов — вызывает обесцвечивание и ухудшает качество реза.
Используйте кислород, если скорость и стоимость важнее чистоты кромки.
3. Сжатый воздух — бюджетное решение
|
Характеристика |
Значение |
|---|---|
|
Состав |
~78% N₂, ~21% O₂, влага, масло (требует фильтрации) |
|
Давление подачи |
10–15 бар |
|
Применение |
Тонкая углеродистая сталь, алюминий, медь (низкие требования к качеству) |
|
Толщина материала |
До 25 мм (в зависимости от мощности) |
Преимущества:
- Низкая стоимость — самый дешёвый вариант (особенно при наличии компрессора).
- Доступность — не требует баллонов или трубопроводов.
- Экологичность — нет токсичных выбросов.
Недостатки:
- Окисление кромки — из-за содержания кислорода.
- Загрязнение оптики — масло и влага могут повредить линзу (обязательна фильтрация!).
- Снижение качества реза — больше заусенцев, менее чистая кромка.
Используйте сжатый воздух, если бюджет ограничен, а качество реза — второстепенно.
Таблица выбора газа по материалу и толщине
|
Материал |
Толщина (мм) |
Рекомендуемый газ |
Пояснение |
|---|---|---|---|
|
Углеродистая сталь |
1–2 |
N₂ или воздух |
Для тонких листов, где важна чистота |
|
3–35 |
O₂ |
Оптимальная скорость и производительность |
|
|
Нержавеющая сталь |
1–25 |
N₂ |
Без окисления, готово к сварке и покраске |
|
26–30 |
N₂ или воздух |
При высокой мощности (12–15 кВт) |
|
|
Алюминий |
1–30 |
N₂ |
Предотвращает окисление и деформацию |
|
Медь, латунь |
1–20 |
N₂ |
Высокая отражательная способность — нужна чистая среда |
|
Цветные металлы (общее) |
Любая |
N₂ |
Лучшее качество, минимальные потери |
|
Низкоуглеродистая сталь (общее) |
1–16 |
Воздух |
Экономичный выбор для неответственных деталей |
Примечание: Данные актуальны для лазеров мощностью 3–15 кВт.
Как выбрать подходящий газ: 3 ключевых фактора
1. Материал и толщина
- Нержавеющая сталь, алюминий, медь → Азот
- Углеродистая сталь → Кислород (толстая), воздух или азот (тонкая)
- Толщина > 20 мм → O₂ предпочтительнее для стали, N₂ — для цветных металлов
2. Требуемое качество реза
|
Уровень качества |
Рекомендуемый газ |
|---|---|
|
Высокое (сварка, покраска, эстетика) |
Азот |
|
Среднее (детали после обработки) |
Сжатый воздух |
|
Низкое (технические детали, не видны) |
Сжатый воздух |
3. Стоимость и экономика
|
Газ |
Стоимость (относительная) |
Расход (м³/час) |
Общие затраты |
|---|---|---|---|
|
Сжатый воздух |
1x |
5–15 |
Очень низкие |
|
Кислород |
1.5x |
3–8 |
Низкие |
|
Азот |
3–5x |
10–25 |
Высокие |
Совет: При мощности лазера >6 кВт резка азотом становится экономически оправданной за счёт снижения затрат на постобработку.
Практические рекомендации по использованию газов
|
Газ |
Что важно |
|---|---|
|
Азот |
Используйте высокой чистоты (99,99%), фильтруйте влагу и масло |
|
Кислород |
Поддерживайте чистоту 99,5%, избегайте загрязнений, влияющих на реакцию |
|
Сжатый воздух |
Обязательно используйте трёхступенчатую фильтрацию: масло, влага, твёрдые частицы |
Система фильтрации — обязательна при использовании сжатого воздуха, иначе срок службы линзы сокращается в 2–3 раза.
Заключение
Выбор вспомогательного газа — это баланс между качеством, скоростью и стоимостью. Вот основные выводы:
|
Газ |
Лучше всего подходит для |
|---|---|
|
Азот |
Высокоточной резки нержавеющей стали, алюминия и цветных металлов |
|
Кислород |
Быстрой резки углеродистой стали, особенно толщиной от 6 мм |
|
Сжатый воздух |
Бюджетной резки, где качество кромки не критично |
Совет: Проведите тестовые резы с разными газами на вашем материале. Оптимальный выбор зависит не только от теории, но и от конкретного станка, состояния оптики и требований к детали.
Готовы оптимизировать процесс лазерной резки?
Правильно подобранный газ сократит расходы, повысит качество и увеличит производительность. Начните с анализа своих задач — и выберите лучшее решение уже сегодня!
