Технология и виды лазерной резки металла

Резка металла лазером — один из наиболее экономичных и эффективных способов металлообработки. Кроме этого, лазерная резка обеспечивает высокую скорость и точность раскроя металлического листа. Технология применяется на промышленных предприятиях, специализирующихся на металлообработке.

Как выполняется резка металла лазером

Лазерная резка основана на эффекте отражения и поглощения высокоимпульсного луча. Под действием излучения высокой интенсивности твёрдый материал быстро набирает температуру собственного плавления и испарения.

Подробнее процесс выглядит следующим образом:

1. Луч лазера воздействует на металлическую заготовку, формируя на её поверхности точку небольшого диаметра.
2. В месте воздействия лазера происходит быстрый нагрев и плавление материала.
3. В точке воздействия возникает углубление.
4. Под действием мощной энергии луча металл начинает испаряться, обеспечивая раскрой заготовки.

Стоит учитывать, что кипения металла происходит только при резке тонких листов. Раскрой толстолистового металла осуществляется с привлечением газа, выдувающего расплавленные частицы с места реза. Широко распространено применение кислорода, азота, инертного газа и воздушной смеси.

Типы лазерной металлообработки

Станок для раскроя метала лазером включает в себя основные узлы:

• Источник лазерной энергии, называемый системой накачки.
• Рабочее тело, излучающее под воздействием энергии.
• Оптический резонатор, представляющий собой систему зеркал.

Типы резки классифицируются по виду применяемого для проведения работ лазера, а также его мощности. Они разделяются на следующие группы:

• Твердотельные лазеры. Их мощность не может превышать 6 кВт.
• Газовые лазеры, мощность которых достигает 20 кВт.
• Газодинамические лазеры, мощность которых до 100 кВт и более.

На производстве традиционно применяются лазеры твердотельного типа. Лазерный луч подаётся ими непрерывно или в виде импульсов. Рабочее тело выполняется из рубина, неодимового стекла или же флюорита кальция (CaF2). Основное достоинство устройств этого типа — возможность выдачи импульса высокой мощности в течение долей секунд.

Лазерные установки газового типа используются для технической и научной металлообработки. Рабочее тело представляет собой газовую смесь с использованием азота, углекислоты и гелия. Под воздействием электроразряда атомы газов возбуждаются и формируют направленный монохроматичный луч.

Газодинамические типы лазеров относятся к наиболее мощным. Рабочим телом в них является углекислый газ, нагреваемый до максимальной температуры. Затем разогретый газ проходит через узкий канал, в котором осуществляется его расширение и резкое охлаждение. При этом выделяется большое количество энергии, которая направляется затем на проведение лазерной резки.

За счёт принципа действия и мощности, газодинамические лазеры могут быть использованы для металлообработки изделий любого типа. Малый расход энергии луча позволяет проводить резку металла на расстояние от головки лазера без снижения эффективности.

Где применяется лазерная резка

Производительность, максимальная точность и крайняя эффективность металлообработки с применением лазера обеспечили широкое распространение технологии во всех сферах. Она используется для получения изделий следующего типа:

1. Деталей для машин и механизмов.
2. Торгового и бытового оборудования и конструкций.
3. Элементов систем отопления и водоснабжения.
4. Элементов ограждений и ворот.
5. Выпуска металлических изделий оригинальной формы.
6. Производства высокоточных деталей.

Обработка металла лазером отличается массой преимуществ, по сравнению с традиционными видами металлообработки. Чем и обеспечивается её высокая популярность на предприятиях.