Лазерная резка сталей — современная эффективная технология для получения качественного и точного раскроя с минимальным влиянием на структуру изделия. В данном тексте мы рассмотрим принципы работы лазерной резки сталей Ст3 и Ст20, ее преимущества и основные сферы применения технологии.
Что такое лазерная резка
Лазерная резка — технология раскроя материалов при помощи сфокусированного лазерного луча. Под воздействием высокой температуры металл плавится и испаряется, а для очистки и охлаждения в зону реза подается газ — азот, гелий, аргон или кислород. Выбор газа влияет на скорость и глубину реза.
Лазерный луч образуется при взаимодействии элементов лазерной установки:
- Источника лазерного излучения — устройства, которое генерирует лазерный луч.
- Оптической системы — линзы и зеркала, которые фокусируют лазерный луч.
Лазерные установки оснащаются системами ЧПУ — специальным программным обеспечением, контролирующим перемещение лазерного резака. В ЧПУ загружается графический файл с требуемыми контурами резки, а система управления передает команды на приводы движения. Автоматизация процесса лазерной резки делает его эффективным и качественным, поскольку риск смещения заданного контура реза минимален.
Лазерная обработка используется в промышленности для изготовления деталей сложных форм, снятия лишних материалов и гравировки.
Особенности резки сталей Ст3 и Ст20
Ст3 и Ст20 — это популярные в промышленности марки сталей, каждая из которых содержит в себе углерод. Однако наличие углерода иногда затрудняет процесс:
Высокая теплопроводность. Углеродистые стали обычно имеют высокую тепловую проводимость, а быстрое распространение тепла по материалу вызывает появление микротрещин вдоль реза. Кроме того, тепло быстро уходит из зоны реза. Если зона раскроя охлаждается, глубина проникновения лазера уменьшается. То есть лазер уже не разрежет стальной лист насквозь.
Появление «угольного ока». Под воздействием высокой температуры углерод окисляется, в результате чего вдоль реза появляются темные пятна, которые называются «угольным оком». Угольное око портит эстетический вид изделия.
Твердые отложения на оптических элементах. В процессе лазерной резки углеродистых сталей нередко образуются твердые отложения на оптических элементах лазерной установки — линзе и зеркалах. Если отложения не удалить, эффективность резки снизится, потому что фокусировка луча нарушится.
Все эти трудности устраняются с помощью правильно настроенного оборудования. Например, для уменьшения окисления углеродистого материала и предотвращения формирования «угольного ока» применяется инертный газ, такой как азот или аргон, который создает невоспламеняемую оболочку вокруг зоны реза.
Преимущества и сферы применения технологии
Лазерная резка — один из самых востребованных методов обработки металла, в частности, благодаря своим преимуществам:
Высокая эффективность. Лазерная резка отличается своей скоростью, которая увеличивает производительность работы в сравнении с другими традиционными методами — плазменной или фрезерной резкой. Кроме того, лазерная установка с ЧПУ дает возможность многократно осуществлять резку с минимальными отклонениями.
Точность и гибкость. Лазерный луч отличается высокой концентрацией энергии, которая помогает осуществить точные и качественные разрезы. Тепло воздействует только на узкую зону, не деформируя сталь. Мощный лазер способен разрезать листы толщиной до нескольких сантиметров.
Экологичность. Лазерная резка сталей Ст3 и Ст20 осуществляется без применения химических реагентов или остаточных отходов, что делает ее экологически безопасной.
Сферы применения лазерной резки разнообразны — гибкость и высокая точность делают ее незаменимым инструментом во многих отраслях промышленности. В частности лазер для резки сталей Ст3 и Ст20 необходим в следующих сферах:
- строительство — для изготовления элементов конструкций: стальных рам и фасадов зданий;
- аэрокосмическая промышленность — для производства деталей самолетов, ракет и космических аппаратов;
- автомобильная промышленность — для изготовления деталей автомобиля: кузовных деталей, каркасов, выхлопных систем;
- медицинская техника — для производства медицинского оборудования, инструментов.
