Преимущества лазерной резки металлов по отношению к традиционным способам обработки – плазменной и газовой резкой, вполне очевидны: это и недостижимая ранее точность, и возможность изготовления деталей любой геометрии, и высокая скорость процесса резки. Для удаления остатков металла обычно используется газ – кислород или азот.
Резка с использованием кислорода обычно используется для металлов, температура плавления которых достаточно высока, или если технологический процесс допускает образование оксидной пленки. Резка в азоте используется для обработки таких металлов, как алюминий или нержавеющая сталь.
Лазерная резка с использованием азота.
Мы не передаем Вашу персональную информацию третьим лицам. Нажимая кнопку «Получить предложение» вы даете согласие на обработку персональных данных.
Оставить заявку
Оставьте заявку, и наш менеджер свяжется с Вами и вышлет все необходимые материалы Вам на почту
Применение азота при лазерной резке целесообразно в тех случаях, когда окисление разрезаемого металла является недопустимым или нежелательным. Так, резка лазером с кислородом нержавеющей стали существенно снижает антикоррозионные свойства металла. Впрочем, и при резке в азоте требуется использование газа очень высокой степени чистоты – даже небольшое количество кислорода способно существенно снизить характеристики нержавеющей стали. Если результирующий срез изменил свой цвет, даже незначительно – это свидетельство того, что чистота азота не соответствует установленным требованиям.
Для получения газообразного азота для лазерного станка, часто используют адсорбционные генераторы азота с дожимным компрессором до 30 Бар.
Если резать алюминий в кислороде, получаемые детали имеют неровные срезы с множеством заусениц, поэтому алюминий тоже режется только в азоте. Низкосплавные стали тоже желательно подвергать лазерной резке с использованием азота, иначе детали, подлежащие окраске, будут плохо удерживать слой красящего вещества.
Преимущества лазерной резки с использованием азота – отсутствие окислительных и экзотермических реакций, поскольку в данном случае металл только плавится, а значит, не испаряется. Но есть и недостатки – уменьшение скорости резки и необходимость обеспечения более высокого давления азота для выдувания расплавленного металла.
Среди других особенностей резки лазером в азоте можно назвать необходимость расположения фокуса лазерного луча ближе к листу разрезаемого металла.
Характеристики лазерной резки с использованием азота приведены в следующей таблице:
| Толщина разрезаемого листа, мм | Мощность лазера, Вт | Фокусное расстояние, дюймы | Диаметр сопла, мм | Давление азота, бар | Скорость резки, м/мин |
| 2 | 1400-1500 | 5.00 | 1.40 | 8-10 | 2.00-4.00 |
| 4 | 1400-1500 | 7.50 | 1.70 | 12-15 | 1.00-1.20 |
| 12 | 3000 | 7.50 | 2.50 | 17-19 | 0.30-0.40 |
Лазерная резка с использованием кислорода
Характерной особенностью резки металлов в кислороде является процесс окисления поверхности расплавленного метала. Эта реакция сопровождается выделением тепловой энергии, что приводит к увеличению температуры резки. Это позволяет ощутимо увеличить скорость процесса резки (в частности, за счет частичного испарения расплавленного металла), а также предоставляет возможность обработки более толстых листов.
Как правило, кислород используется для лазерной резки низкосплавных сортов стали. Фокусное расстояние в данном случае существенно меньше, чем при использовании азота, к тому же фокус луча располагается на верхней кромке разрезаемой детали. Другой особенностью резки в кислороде является необходимость уменьшения давления газа при увеличении толщины резки. Если этого не сделать, экзотермические реакции могут стать неконтролируемыми, что приведет к порче детали. И еще один нюанс: даже незначительные колебания давления приводят к неравномерности линии разреза, что устраняется использованием специальных редукторов. Наконец, чем больше в используемом кислороде примесей, тем ниже скорость резки (по причине замедления реакции окисления).
| Толщина разрезаемого листа, мм | Мощность лазера, Вт | Фокусное расстояние, дюймы | Диаметр сопла, мм | Давление кислорода (избыточное), бар | Скорость резки, м/мин |
| 2 | 800-1000 | 2.50 | 0.50-1.20 | 2.50-5.00 | 7 |
| 8 | 1200-1500 | 5.00 | 1.10-1.60 | 0.50-1.00 | 5 |
| 20 | 2200-2600 | 7.50 | 2.10-2.50 | 0.40-0.60 | 0.7 |
Особенности лазерной резки различных материалов
Гальванизированные поверхности
Любые поверхности, покрытые металлом гальваническим способом (в том числе оцинкованные), лучше резать с использованием азота: резка в кислороде способствует образованию окалины, что приводит к получению неровной кромки.
Окрашенные поверхности
Такой же негативный эффект характерен для поверхностей, окрашенных красками с добавлением металлов (цинковыми или железистыми). В этом случае окалина будет затруднять сварку. Существует два способа решения проблемы: финальная обработка поверхности с целью удаления окалины или лазерная резка с использованием азота.
Алюминий
Лазерная резка алюминия возможна с использованием как азота, так и кислорода. Но при кислородной резке главное её достоинство, высокую скорость резки, получить не удастся, поскольку температура плавления алюминиевого окисла очень высока – 2075°C, причем в процессе разрыве оксидной пленки получается, опять же, неровная кромка среза. Избежать этого удается, снизив давление газов, но при этом проявляется другой недостаток – появление окалины.
Таким образом, кислород целесообразно использовать при лазерной резке алюминия с минимальным количеством примесей, а азот – при операциях со сплавами алюминия.
Очистка системы направления лазерного луча
Азот проходит через систему направления лазерного луча со скоростью около трех кубометров/час, чего достаточно для очистки из канала 3 м3/ч. При этом происходит вытеснение испаренной влаги и двуокиси углерода, способные вызвать искривление лазерного луча и влиять на его мощность (в сторону уменьшения).
Лазерная пайка
Азот используется также для продувки устройств селективной лазерной пайки с целью недопущения окисления поверхностей паяемых деталей. В этом случае достаточно азота чистотой 99.5%.
