Виды лазерной резки

Технология лазерной резки достаточно проста и доступна для понимания даже обычному человеку. Ее основная суть заключается в том, что первоначально поверхность обрабатываемого металла разрушается лазерным лучом, после чего разрушенные элементы удаляются при помощи струи сжатого газа.

Многое зависит от вида обрабатываемого материала: интенсивность излучение, состав сжатого газа и давление, оказываемое на поверхность.

Выделяют несколько основных технологий лазерной резки:

  1. Лазерно — кислородная резка.
  2. Кислородная резка с поддержкой лазерным лучом (LASOX).
  3. Лазерная резка в инертном газе.
  4. Лазерное термораскалывание.
  5. Лазерная испарительная (сублимационная) резка.

Лазерно-кислородная резка.

Само название этой технологии указывает на то, что в данном случае в качестве режущего газа выступает кислород. В процессе взаимодействия кислорода с раскаленным металлом происходит экзотермическая реакция окисления. Окислы, образующиеся в результате реакции, выдуваются той же струей кислорода.

Особенности технологии лазерно-кислородной резки:

  • диаметр сфокусированного луча меньше диаметра кислородной струи, который обычно составляет 1 −2 мм.
  • ширина реза зависит от диаметра сфокусированного луча и скорости реза. Ширина реза может быть менее 100 мкм. Чем меньше толщина листа и выше скорость обработки, тем уже рез.
  • давление в струе напрямую зависит от толщины разрезаемого металла: чем больше толщина обрабатываемого металла, тем меньше давление.
  • обычно лазерно-кислородная резка осуществляется расширяющимся лучом, поэтому точка фокуса всегда расположена выше поверхности металла.
  • скорость реза зависит от толщины обрабатываемого металла: чем толще металл, тем меньше скорость реза. Минимальная скорость реза составляет 0,5 — 0,6 м/мин. Этим определяется и максимальная толщина стального листа, которая составляет в настоящее время 30 мм.
  • в том случае. Если скорость реза составляет менее 0,5 м/мин, качество лазерной резки значительно ухудшается: появляются визуальные дефекты, увеличивается ширина реза.
  • зазор между диаметром сопла, формирующего струю, составляет около 0,5 мм для тонкого листового материала и 3 мм для материала 30 мм толщиной.

Кислородная резка с поддержкой лазерным лучом (LASOX).

Кислородная резка с поддержкой лазерным лучом (LASOX) очень часто применяется для резки толстолистовой стали. В процессе такой резки лазерный луч предварительно нагревает поверхность металла до температуры 1000 градусов, после чего на поверхность попадает сверхзвуковая струя кислорода. При данной лазерной резке края среза получаются ровными и гладкими. Кроме того, этот способ позволяет значительно увеличить глубину реза по сравнению с обычной традиционной кислородной резкой.

Особенности кислородной резки с поддержкой лазерным лучом.

  • для формирования сверхзвуковой струи необходимо большое давление до 6 — 10 атм.
  • диаметр струи существенно меньше, чем диаметр пятна на поверхности металла.
  • ширина реза равна диаметру кислотной струи и составляет, как правило, более 3 мм.
  • расстояние между металлом и резом сопла составляет 6 — 8 мм.
  • скорость реза при такой резке значительно ниже скорости при лазерно-кислородной резке и равна 0,2 м/мин.
  • толщина разрезаемого металла при мощности лазера 6кВт может достигать 100 мм.

Лазерная резка в инертном газе.

Данный вид лазерной резки применяется в тех случаях, когда необходимо избежать возможного окисления кромок металла. Эта технология подходит для резки нержавеющей стали, алюминия или титана. В связи с тем, что отсутствует дополнительный источник нагрева, эффективность резки в инертном газе значительно ниже, чем при лазерно-кислородной резке.

Характерные особенности лазерной резки в инертном газе.

  • при такой резке в качестве инертного газа обычно выступает азот, а при резке титана — аргон.
  • резка в инертном газе требует применения фокусирующих линз повышенной толщины, поскольку давление режущего газа достигает от 10 атм и выше.
  • формирующаяся в процессе резки сверхзвуковая струя режущего газа выдувает капли расплавленного металла из зоны реза.
  • излучение фокусируется строго на нижней поверхности листа.
  • расстояние между срезом сопла и поверхностью металла минимально и составляет 0,5 — 1 мм.
  • лазерная резка в инертном газе предусматривает применение сопла, имеющего большой диаметр, достигающий до 3 мм.
  • скорость лазерной резки в инертном газе относительно низка.

Лазерная испарительная (сублимационная) резка.

Данный тип резки применяется при очень больших интенсивностях лазерного излучения, которое осуществляется в режиме очень коротких лазерных импульсов, имеющих наносекундную или пикосекундную длительности.

Характерные особенности лазерной испарительной (сублимационной резки).

  • такая резка применяется преимущественно в микротехнологии, когда требуется оказывать минимальное термическое воздействие на материал подложки.
  • КПД процесса лазерной испарительной резки минимальный.
  • длина волны излучения лазера, как правило, короче 1 мкм. Такие показатели характерны в первую очередь для твердотельных и эксимерных лазеров, а также для лазеров на парах металлов.

Возврат к списку