Как работает лазерная резка металла

Лазерная резка – это высокоточный метод раскроя металлических листов, основанный на принципах теплового воздействия лазерного излучения на материалы. Этот процесс обладает рядом особенностей, делающих его эффективным и широко используемым в промышленности.

Принцип работы лазерной резки

Основой лазерной резки является принцип теплового воздействия лазерного луча на поверхность металла. При попадании лазерного излучения на металл происходит последовательный нагрев до температуры плавления, а затем до температуры кипения. Металл испаряется, образуя узкий и точный разрез. Для тонких металлов используется метод лазерной обработки испарением, требующий высоких энергозатрат.

При обработке более толстых листов металла применяется метод резки при температуре плавления. В этом случае в зону обработки подается газ – азот, гелий, аргон, кислород или воздух, который играет роль в отводе расплавленного металла и продуктов сгорания, а также в охлаждении окружающих зон. Кислород является наиболее эффективным газом для этой цели.

Параметры резки различных металлов

Скорость и эффективность процесса зависят от нескольких факторов, включая мощность лазера, толщину металла и его теплопроводность. Чем выше теплопроводность металла, тем более энергоемкий процесс резки. Например, для алюминия или меди, обладающих высокой теплопроводностью, требуется более высокая мощность лазера для обеспечения эффективной обработки. Отметим важные для обработки лазером свойства металлов:

  • Термическая проводимость: Материалы с низкой теплопроводимостью лучше подходят для лазерной резки, так как это позволяет лучу лазера более эффективно концентрироваться на материале и предотвращает излишнее рассеивание тепла.
  • Поглощение лазерного излучения: Эффективная лазерная резка требует от материала способности хорошо поглощать лазерное излучение. Это свойство напрямую связано с цветом материала – темные металлы обычно лучше поглощают лазерное излучение.
  • Толщина материала: Различные лазерные системы имеют свои ограничения по толщине материала. Выбор материала должен соответствовать параметрам конкретной лазерной системы.
  • Минимизация образования брызг: Некоторые металлы могут создавать брызги при резке, что может повлиять на чистоту и качество реза. Управление параметрами лазерной резки и выбор оптимальных условий могут снизить это явление.
  • Качество поверхности: Некоторые металлы требуют дополнительной обработки после лазерной резки для достижения требуемого качества поверхности. Это также должно быть учтено при выборе материала.

Виды лазерной резки

Лазерные установки состоят из трех основных компонентов: рабочей среды (источник лазерного излучения), источника энергии (система накачки) и оптического резонатора (система зеркал). Эти компоненты совместно обеспечивают создание и управление лазерным лучом для точной и эффективной обработки металла. Лазерная резка металла – это высокотехнологичный процесс, который нашел широкое применение в промышленности благодаря своей высокой точности, эффективности и возможности обработки материалов с различными характеристиками.

Классификация лазеров для резки металла

Лазеры для обработки металла могут быть классифицированы в зависимости от типа рабочей среды, которая используется в процессе. Существует три основных вида лазеров для данного процесса: твердотельные, газовые и газодинамические.

  • Твердотельные лазеры основаны на использовании твердого рабочего тела. Основным узлом является осветительная камера, в которой находятся источник энергии и твердое рабочее тело. Источником энергии служит мощная газоразрядная лампа-вспышка. В качестве рабочего тела могут использоваться стержни из неодимового стекла, рубина или алюмо-иттриевого граната, легированные неодимом или иттербием. Лазерный луч, излучаемый рабочим телом, усиливается внутри него и выходит через полупрозрачное зеркало. В твердотельные лазеры также входят волоконные лазеры, где излучение усиливается в стекловолокне, а источником энергии служит полупроводниковый лазер.
  • Газовые лазеры используют газ в качестве рабочего тела. Рабочим газом может быть углекислый газ или его смесь с азотом и гелием. Газ прокачивается насосом через газоразрядную трубку и возбуждается электрическими разрядами. Для усиления излучения применяют отражающее и полупрозрачное зеркало. Газовые лазеры могут быть с продольной и поперечной прокачкой, а также щелевыми.
  • Газодинамические лазеры являются самыми мощными. В них в качестве рабочего тела используется углекислый газ, нагретый до высоких температур. Газ возбуждается вспомогательным маломощным лазером. Прокачивается газ со сверхзвуковой скоростью через суженный канал (сопло Лаваля), где происходит переход атомов из возбужденного в обычное состояние, и газ становится источником излучения.

Каждый вид лазера для резки металла имеет свои преимущества и особенности, что делает их подходящими для различных задач в промышленности. Твердотельные лазеры обеспечивают высокую точность, газовые лазеры – экономичность, а газодинамические лазеры – высокую мощность. Выбор определенного типа лазера зависит от требований конкретного производственного процесса и материалов, которые необходимо обработать.

Сравнение роботизированной и ручной сварки

Сварка является одной из ключевых операций в металлообработке, применяемой практически во всех отраслях промышленности. Развитие технологий привело к возникновению двух […]

Подробнее
Анализ безопасности на рабочем месте при лазерной резке

Лазерная резка — это высокотехнологичный процесс, который используется в различных отраслях промышленности для обработки материалов с высокой точностью. Однако важным […]

Подробнее

«Артель»

Адрес производства: Самара, ул. 22 Партсъезда, д. 10а

Работаем по всей России

Телефон: 8 (804) 700-44-12 (Звонок бесплатный по России)

E-mail: tech@artel-arenda.ru

График работы: Пн-Пт, с 08:00 до 20:00
Онлайн офис работает круглосуточно

Производство и оборудование

Примеры изделий

Смотреть все работы

Полезная информация

Сравнение роботизированной и ручной сварки

Сварка является одной из ключевых операций в металлообработке, применяемой практически во всех отраслях промышленности. Развитие технологий привело к возникновению двух […]

Подробнее
Анализ безопасности на рабочем месте при лазерной резке

Лазерная резка — это высокотехнологичный процесс, который используется в различных отраслях промышленности для обработки материалов с высокой точностью. Однако важным […]

Подробнее
Как работает лазерная резка металла

Лазерная резка – это высокоточный метод раскроя металлических листов, основанный на принципах теплового воздействия лазерного излучения на материалы. Этот процесс […]

Подробнее
Читать все статьи