Для работ по раскрою металла применяют лазерный или плазменный метод резки. В некоторых случаях они могут быть взаимозаменяемыми. Отличия этих двух методов, в каких случаях их применяют, какой тип выбрать в той или иной ситуации? Об этом расскажем в нашей статье.
Лазерная резка: основные принципы работы
Стандартная лазерная установка состоит из источника лазерного излучения, источника энергии и оптического резонатора.
- Источник лазерного излучения – это основной элемент установки.
- Источник энергии – это система электрического питания для формирования лазерного луча.
- Оптический резонатор – это зеркальные элементы, для создания потока лазерных лучей.
На определённом отрезке луча происходит нагрев металла и производится его раскрой. Лист нагревается до температуры плавки и испарения металла. В тех работах, где осуществляется применения метода испарения, действия производят лишь с тонкими материалами. Кроме этого такой вариант достаточно энергозатратный.
Если подавать в зону резки различные газы: азот, гелий, аргон или воздух скорость резки и качество реза может ускоряться. Газ удаляет расплавленный материал и поддерживает уровень темпереатуры. Кроме того, газ способен охлаждать прилегающие зоны, и повышает быстроту и уровень глубины резки.
Виды установок
Лазерные установки бывают 3-х видов:
- Твердотельные лазеры. В них применяют стержень из неодимового стекла, рубина или алюминиево-итериевого сплава, легированного неодимом или иттербием. Сгусток энергии в этом случае образовывается из газоразрядной лампы или полупроводникового лазера.
- Газовые лазеры. В установках этого типа используется углекислый газ или его смесь с азотом или гелием. Основной принцип работы лазера данного типа – продольная, поперечная или щелевая накачка энергии. Питание осуществляется с помощью электричества.
- Газодинамические лазеры. В них используется углекислый газ, температура луча в рабочем режиме 726 до 2725 °С.. Питание установки осуществляется с помощью дополнительного электрического лазера меньшей мощности.
Особенности
Этот тип лазера имеет массу положительных моментов:
- Используется в работе с тонкими металлами, которые легко деформируются. Это возможно, потому что при обработке полностью исключёна возможность взаимодействия с поверхностью материала.
- Работа с изделиями высокой степени сложности.
- минимальная толщина реза и высокая плотность раскладки на листе позволяет свести к минимуму расход металлического материала.
- Высокий уровень точности и быстрая скорость выполнения резки.
- Обработка металлов, качественные характеристики которых не превышает 10-15 мм.
Есть у лазерной резки по металлу и минусы: достаточно большой уровень энергопотребления, высокая цена установки.
Плазменная резка: основные принципы работы
В основе принципа действия плазменной резки металла лежит плазмообразующий газ (азот, кислород, смесь водорода с аргоном, сжатый воздух). Рабочая температура резки составляет 5000 – 10000 С. Такой температурный режим позволяет достичь перехода газа в консистенцию плазмы. Газ выходит из плазмотрона с высокой скоростью, струя при этом направляется на металл который под его натиском начинает плавиться.
Виды установок
Есть два типа установок плазменной резки. В работе происходит следующий процесс: между электродом и соплом резака формируется определённая электрическая дуга. Именно по способу формирования дуги и разделяются виды
- Установка прямого действия. Дуга формируется между катодом плазматрона и разрезаемым металлом – плазменно-дуговая резка.
- Установка косвенного действия. Дуга формируется внутри резака – плазменно-струйная резка. Такой тип отлично подходит для взаимодействия с теми металлическими материалами, которые не пропускают электричество.
Особенности
Данный метод имеет ряд положительных характеристик.
- Возможность использования с металлами которые плохо режутся лазером: толстая сталь, алюминиевые и медные сплавы, чугун.
- Возможность работать со сложными изделиями.
- Способность разрезать металлический материал, толщина которого достигает 150 мм.
- Низкая точность.
Но есть у плазменного типа резки ряд минусов. После окончания основных работ с полученным изделием придется поработать. Нужно будет осуществить дополнительную механическую обработку кромок + есть некоторая конусность резов.
Сходства и различия между лазерным и плазменным методом резки
Эти методы резки имеют различия по нескольким параметрам.
- Толщина металла. Лазерный метод – неоспоримый победитель при обработке металлов, толщина которых не доходит до 7 мм. С более же толстыми материалами отлично справляется плазма, ей легко поддаются даже толстые ( до 150 мм), металлы.
- Конусность реза. Лазер оставляет на изделии конусность кромок около 0,5°. Это приводит к тому, что нижняя область полученных выемок обладает большим диаметром. При воздействии плазмы этот параметр больше, он варьируется от 3 до 10°. Выемки, выполненные плазменным методом, имеют на выходе больший диаметр.
- Температура резки. Лазерный метод резки подразумевает достаточно узкую зону температурного воздействия. Метод подразумевает взаимодействие с металлами на достаточно высоких показателях температур, что приводит к деформации листов, если они тоньше 0.5 мм.
- Качество реза. Тут нет равных лазерному лучу, полученный рез обладает высокой точностью, кромки отличаются хорошим качеством. При применении плазменного метода резки есть необходимость дорабатывать материал, так как в процессе резки формируется окалина.
Заключение: что же выбрать?
Как у лазерного метода резки, так и у плазменного есть свои особенности.
- Малая толщина и высокая точность. При работе с тонким металлом лучше использовать лазерную резку. Высокая степень чистоты и аккуратности полученного реза позволяет применять этот тип раскроя при создании точных трафаретов, прецизионных деталей, декоративных элементов и подобных изделий, где важна точность.
- Большая толщина и низкая точность. Если материал имеет большую толщину, чем 6 мм. – используйте плазменную резку. Такой тип раскроя не сравниться по качеству кромок с лазерной, но применим в машиностроении и других производствах с крупными деталями.