Особенности лазерной резки металла |
|
Лазер очень удобен в применении резки металлических плоских заготовок в машиностроении, приборостроении и прочих высокотехнологичных производствах. Лазерная резка обладает рядом преимуществ по сравнению с другими способами раскроя металла. Качество реза таково, что детали годятся для сборки, без дальнейшей обработки, плюс при резке металла он практически не подвергается термической деформации. Если вашему производству необходимо раскраивать листы нержавеющей или углеродистой стали или цветных металлов, до 20 мм, лазер вам подойдет. Большие толщины тоже могут обрабатываться, но для них нужны мощные установки, которые дорого стоят. Некая новизна лазерного оборудования и раздрай в российском образовании создали вакуум специалистов способных разбираться в технологии резки лазером, а зарубежные фирмы, которые и торгуют данным оборудованием, не заинтересованы в обучении местных специалистов, поскольку им выгодно предлагать различные постгарантийные программы обслуживания, которые, по сути, являются банальным вытягиванием финансовых средств из предприятия. Разбору процесса лазерной резки и посвящена эта статья. Для резки металла используются, как правило, мощные газовые CO2 лазеры. Лазерное излучение получается в них в результате воздействия на газовую смесь CO2, азота и гелия высокочастотным и мощным электромагнитным полем. При этом газ с течением времени выгорает и относится к расходуемым материалам. Установка, производящая излучение, называется резонатором. Производители оборудования часто не являются производителями резонаторов и устанавливают на свои резательные машины резонаторы специализирующихся на этом фирм. Для предприятия купившего такое оборудование это выливается в удорожание запасных частей, так как они проходят цепочку перепродаж от производителя резонатора, к производителю машины и затем через российское представительство попадают к клиенту. Для доставки лазерного луча к режущей головке производители используют системы охлаждаемых медных зеркал или более современные методы, использующие оптоволоконные кабели. К недостаткам зеркальных систем, следует отметить, постоянную угрозу повреждения их в реальном производстве пылью или иными загрязнителями. При лазерной резке, сам лазер используется только для разогрева металла, рез (kerf) производится сопутствующим газом, для углеродистых сталей это кислород, для прочих азот или иные инертные газы. При резке металла используют SeZn (селенид цинка) выходные фокусирующие линзы с антибликовым покрытием соответственно от 5” и 7,5” (дюйм) фокусного расстояния. Глубина фокуса таких линз +2% (эффективная разогреваемая толщина), применение именно такой величины фокуса определено индустрией опытным путем. Длина волны CO2 лазера равна примерно 0,01 мм, соответственно минимальное пятно фокуса, который можно получить – 0,01 мм, однако в реальности фокус стремятся получить в десятки раз больше. Так как чем меньше пятно фокуса, тем меньше его глубина и для получения минимального фокуса потребовалось бы применение слишком точных и дорогостоящих линз. В дополнение любая реальная линза имеет некое искажение и при слишком малом фокусном пятне это может стать серьезной проблемой. Применение линз с меньшим фокусным расстоянием дает лучшее фокусное пятно, но в условиях реальной резки линза подвергается опасности повреждения от брызг разрезаемого металла. Поэтому при резке стали толщин более 6 миллиметров используют 7,5” линзы и более. Фокусирующие линзы по профилю делятся на два вида meniscus (менисковые) и plano-convex (плоско-выпуклые). Первые дороже, но считается, что дают лучшее качество при увеличенной скорости резки. Вторые используются для резки сталей большей толщины, они дают более широкую величину реза и большую глубину фокуса, что плодотворно при использовании кислорода. И подытоживая можно дать несколько советов при покупке лазерного резательного оборудования:
|