Лазерная резка

Лазерная резка: луч, материал и газ

В промышленной лазерной резке сфокусированный луч нагревает небольшую область заготовки, а вспомогательный газ участвует в удалении материала из пропила. Высокая локальность нагрева позволяет получать сложные контуры, но результат определяется всей системой: источником, оптикой, движением, соплом, газом и состоянием листа. Паспортная мощность сама по себе не гарантирует нужную кромку или допустимый минимальный размер отверстия.

При резке плавлением азот или аргон преимущественно удаляет расплав и защищает кромку от окисления. При кислородной лазерной резке реакция окисления добавляет теплоту; на поверхности может оставаться оксидный слой. TRUMPF рассматривает эти способы отдельно. Для последующей окраски, сварки или коррозионной работы наличие оксидов является самостоятельным требованием к подготовке поверхности.

Параметры связаны между собой

Таблицу можно прокручивать по горизонтали →

Положение фокуса влияет на распределение энергии по толщине. Загрязнение защитного стекла и нарушение состояния сопла способны ухудшить результат даже при прежней программной мощности. Изменение марки или состояния поверхности листа также может требовать подтверждения технологии. Поэтому перенос параметров между установками и материалами без проверки не является инженерно обоснованной заменой карты процесса.

Что рассчитывает P/v

Корректное название отношения P/v — погонная энергия источника, а не погонная мощность. Условно P = 3000 Вт, v = 30 мм/с. Тогда q = 100 Дж/мм. Для контура длиной 600 мм идеализированное время движения равно 20 с, оптическая энергия за это время — 60 кДж. Пример показывает только связь единиц и не задаёт режим резки конкретной толщины.

Если скорость выражена в м/мин, её сначала переводят в мм/с. Например, 1,8 м/мин соответствует 30 мм/с. Ошибка в этом переводе изменяет результат в 60 или 1000 раз. Потребление электрической энергии станком больше оптической энергии луча и включает источник, охлаждение, приводы и вспомогательные системы. Коэффициент поглощения заготовкой нельзя подменять КПД лазерного источника.

Равенство q у двух процессов не означает одинаковое качество. Размер пятна, динамика газовой струи и химическая реакция определяют, какая доля энергии полезна для разделения. В углу фактическая скорость может снижаться; прожиг отверстия и переходы между контурами добавляют время, которое не входит в простое L/v. Для оценки производительности используют полную программу и фактический цикл.

Как задают качество

ISO 9013 применяют к геометрии термических резов в оговорённой области. Чертёж должен связывать требуемые размеры с направлением и качеством кромки. Дополнительно могут потребоваться ограничения заусенца, оксидов, шероховатости или зоны термического влияния. Такие требования не выводятся только из класса лазера либо числа киловатт в его названии.

Контрольный образец включает прямые участки, отверстия, углы и перемычки, характерные для детали. Измерения проводят после охлаждения и удаления свободных загрязнений по согласованной методике. Уточняют, какая сторона кромки используется как база и какие участки исключаются из измерения по стандарту. При необходимости испытаний проверяют металлургическое состояние и пригодность поверхности к следующей операции.

Работа ведётся в штатной промышленной системе с сохранёнными блокировками и ограждениями. Справочные формулы служат проверке расчёта, а рабочие параметры, диагностика оптики и обслуживание определяются изготовителем. Для выпуска партии фиксируют материал, программу, технологическую карту и результаты образца: это делает качество повторяемым после смены листа или расходных элементов.

Источники и область применения

• TRUMPF — Laser Cutting — Первичный обзор фокуса, скорости и роли газа.
• TRUMPF — Fusion Cutting — Резка плавлением и отличие от реакции окисления.
• TRUMPF — Flame Cutting — Химическая составляющая кислородной резки.
• ISO 9013:2017 — Геометрические характеристики; учитывать Amendment 1:2024.