Что выбрать между лазерной и плазменной резкой металла?

Первая лазерная резка на основе неона с гелием была создана в 1960 году путём оптического наполнения активной среды. Оценив эффективность такой резки металла, учёные начали искать другие источники лазерного излучения. Сейчас данный метод резки различных материалов применяется почти во всех направлениях производства.

Быстрова Юлия
13 Апреля

Свойства и преимущества плазменной резки

2

Плазма для резки была представлена миру в 1929 году как вещество, имеющее четвёртое состояние материи. Это газ, который при нагревании теряет из своих атомов и молекул электроны. В 1950 годах плазму стали использовать для резки металлов. Несколько следующих лет учёные улучшали этот метод: увеличивали количество газа, уменьшали диаметр сопла, вводили двойной поток, заменяли газ воздухом, применяли для резки дополнительную струю воды. Постепенно увеличивалась толщина металла, которую можно было разрезать, а также скорость и мощность резки. Настоящим открытием стала возможность подводной плазменной резки.

Резка плазмой обеспечивает плавление металла при помощи дуги под действием потока воздуха. Отличие оборудования в том, что диаметр реза может меняться в зависимости от толщины материала. Диапазон значений – 0,8-2,5 мм.

Конусность – важная характеристика резки. Она может доходить до 10 градусов и зависит от толщины листа. Чем он толще, тем больше резка сужает диаметр отверстия на выходе. Лучше его делать размером в 2 раза больше, чем материал.

Плазменная резка металла имеет несколько преимуществ:

  • возможность резки листов толщиной до 50 мм
  • скорость реза не зависит от толщины металла
  • доступные цены на оборудование

Наилучший срез получается по алюминию, меди, чугуну и легированной стали.

Плазменная резка по стандарту вращается по часовой стрелке, поэтому прямые углы нужно резать слева-направо. Отверстия вырезаются в обратном направлении.

Недостатки плазменной резки

2

Во время резки часто возникают окалины, другими словами – шлак. Это расплавленный металл, который затвердевает на изделии после плазменной резки. Он не эстетично выглядит, а также препятствует дальнейшей обработке материала. Поэтому окалины после резки следует обязательно убирать. Их количество и сложность очистки зависят от расходных материалов, потока воздуха, а также настроек резки.

Ещё один недостаток плазменного потока – изменение цвета материала на срезе. Это происходит из-за сильного теплового воздействия во время резки, которое меняет химическую структуру металла и провоцирует его потемнение. Такой дефект необходимо зачищать. Площадь, изменившая цвет, зависит от скорости плазменной резки. Чем быстрее выполняется резка зоны, тем слабее она нагревается (меньший участок темнеет).

При ускорении оборотов плазменной резки увеличивается шероховатость материала. А вследствие замедления происходит перегрев кромки с образованием окалины. Поэтому перед резкой металла следует решить, какая характеристика изделия важнее, а какой можно пожертвовать.

Плазменный рез может получаться толщиной до 5 мм. Это обусловлено воздействием высокой температуры, из-за которой плавится прилегающий металл.

Плазменную установку редко используют для резки тонких листов до 0,5 мм. Потому что из-за горячего воздействия возникают плавление и дефекты на месте реза. Помимо этого плазменная резка немного округляет края, но это не мешает дальнейшей работе.

Правила подготовки к работе плазменным резаком

3

Перед каждым использованием резки нужно проверять, соответствуют ли параметры оборудования виду, толщине материала. Важные показатели – скорость резки, подача воздуха.

Затем надо оценить качество, степень износа расходных материалов. Ремонт или замену деталей плазменного станка важно делать своевременно. От этого зависят производительность резки и характеристики конечного изделия. Нужно проверить наличие смазки на уплотнительных кольцах. Обратите внимание, что её не должно быть слишком много.

После осмотра оборудования следует проверить его соотношение с металлом. Сопло должно быть расположено под прямым углом к поверхности изделия на расстоянии, указанном в инструкции к резаку. Пренебрежение этими условиями может стать причиной различных дефектов заготовки.

Очень важно вовремя найти утечку газа и устранить её. Лучшим решением будет перед началом резки поставить на давление специальный регулятор. Изменение его показателей будет свидетельствовать об утечке. При открытом вентиле баллона и закрытом у горелки поместите наконечник со шлангом в воду, добавив нежирное мыло или специальное средство для выявления утечек. При их наличии появятся пузыри.

Перед началом резки всегда нужно проверять плотность фиксации всего оборудования и каждого элемента для предотвращения вибраций.

Характеристики лазерной резки

2

По многим показателям лазерная резка опережает своего «конкурента». В первую очередь, ширина реза у лазера – всего 0,2-0,3 мм и не зависит от толщины металлов. Соответственно, точность выполнения будет лучше (до 0,08 мм).

Ещё одно отличие от плазмы – минимальный показатель конусности (до 1°). Поэтому отверстия имеют лучшую форму, что необходимо для точных соединений. У лазерного устройства нет проблем с вырезанием отверстий диаметром меньше, чем толщина листа.

Между двумя резаками есть разница в скорости: лазерный намного быстрее, чем плазменный. Но при обработке толстых металлов его показатели падают и увеличивается время пробивки.

Резка металла лазером не требует последующей обработки – все срезы ровные, чистые, без образования окалины из-за небольшого термического воздействия.

Лазерное оборудование потребляет меньше электроэнергии. Учитывая это и другие свойства, подобная резка имеет стоимость выше. Но она компенсируется доступной ценой на расходные материалы для лазерной резки, которые нужно заменять примерно раз в 2 недели.

Работа лазерной и плазменной резки базируется на сжатом воздухе. Только первая требует более тщательной очистки газа. Это значит, что в лазерную установку встраивается специальная система фильтрации. Она влияет на стоимость, качество, производительность резки.

Ещё один недостаток лазерной резки – она не подходит для обработки металлов толщиной больше 20 мм. При лазерной резке можно использовать материалы до 6 мм включительно. Если значения выше, во время работы происходит скашивание кромки до 0,5° на выходном отверстии.

Производительность и срок службы лазерного устройства зависят от направления производства, вида и толщины металлов, времени непрерывной резки, качества газов, диагностики работы. Перед каждым запуском нужно проверять лазерный механизм на целостность и правильность параметров.

Ремонт расходных материалов и самого оборудования лазерной резки будет недешевым. К тому же замена деталей оптики требует работы профессионала.

Резка головкой лазера должна проходить только по чистой и ровной поверхности. От этого зависит срок службы лазерной установки. На дугу плазмы не влияют ржавчина или загрязнения маслом.

Применение лазерной и плазменной резки

3

Лазерная резка быстро и качественно справится с вырезанием мелких деталей, работой с тонким металлом, а также созданием предметов декора. Рационально использовать лазерную резку для создания больших партий однотипных элементов. Это обусловлено высокой скоростью, точностью и отсутствием потребности постобработки.

Лазерная резка может применяться не только для металлических изделий, но и дерева, и пластика.

Плазменный станок используется там, где не так важны скорость и точность выполнения. В отличие от лазерного им вырезаются детали простых форм, чтобы их потом можно было легко дополнительно обработать. Плазменную резку также применяют для работы с толстыми металлами.

Нельзя отдавать предпочтение только лазерной резке, учитывая её преобладающие характеристики. Для начала стоит определить направление и объём работ, необходимое качество конечных изделий. Только разложив всё по полочкам, можно закупать лазерное оборудование или аппаратуру на основе плазмы.