Воздушная лазерная резка — современная технология обработки металла, при которой в качестве вспомогательного газа используется сжатый воздух вместо традиционного азота или кислорода. Метод активно применяется при резке листового металла, металлических труб и профилей, обеспечивая высокую скорость обработки и снижение себестоимости. В статье рассмотрим принцип технологии, особенности резки разных типов заготовок и экономические преимущества воздушной лазерной резки.
Принцип воздушной лазерной резки металла
При лазерной резке сжатый воздух подается в зону реза через сопло лазерной головки для выполнения следующих задач: удаление расплавленного металла, охлаждение и предотвращение избыточного окисления. Поскольку сжатый воздух состоит в основном из азота (~78%) и кислорода (~21%), резка происходит с элементами обоих этих газов, обеспечивая баланс скорости и качества. Благодаря высокому содержанию азота в воздухе, нержавеющую сталь или алюминий можно раскраивать на воздухе такие же толщины как на азоте, при этом себестоимость резки сильно сократится, но на кромке реза нержавеющей стали будет образовываться небольшая область почернения, разрушение структуры металла и испарение некоторых легирующих элементов. Для целей разделительного реза с последующей обработкой, такой способ гораздо экономичнее резки с использованием дорогостоящего газа.
Воздушная резка листового металла лазером
Эта технология хорошо работает с листами небольшой и средней толщины при использовании средней мощности лазерного источника. При использовании источников излучения в большой мощности, даже углеродистую сталь больших толщин можно резать с использованием сжатого воздуха. К примеру, на станке мощностью 30 кВт. возможна резка углеродистой стали до 25 мм., а нержавеющей стали или алюминия до 50мм. При резке углеродистой стали, обычно скорость резки увеличивается в 2 – 2,5 раза в сравнении с резкой на кислороде.
Обычно используют такие параметры для источников 6 кВт:
-
Углеродистая сталь: от 0,5 до 6 мм
-
Нержавеющая сталь: от 0,5 до 8 мм
- Алюминий: от 0,5 до 8 мм
Особенности:
-
Быстрая резка
-
Небольшое окисление по краям
-
Не нужен дорогостоящий азот
- Охлаждение линии реза
Резка листов воздухом часто встречается при изготовлении корпусов, обшивок, вентиляции, электрощитов, мебели и строительных деталей.
Лазерная резка труб и профилей воздухом
При резке труб и профилей сжатый воздух ценится за свою производительность и экономичность.
Он подходит для обработки:
-
круглых труб;
-
профильных труб (квадратных, прямоугольных);
-
уголков;
-
швеллеров;
-
тонкостенных профилей.
Преимущества при работе с трубами:
-
высокая скорость перфорации;
-
качественное удаление расплавленного металла;
-
уменьшение времени обработки;
-
нет необходимости в дорогостоящем азоте.
Этот метод часто применяют при изготовлении металлоконструкций, каркасов, мебели, стеллажей, ограждений и деталей машин.
Сравнение воздушной, азотной и кислородной резки
|
Параметр |
Воздух |
Азот |
Кислород |
|
Себестоимость |
низкая |
высокая |
низкая |
|
Скорость |
высокая |
высокая |
низкая |
|
Качество кромки |
хорошее |
отличное |
отличное |
|
Окисление |
умеренное |
отсутствует |
сильное |
|
Толщины |
малые/средние |
любые |
средние/большие |
|
Покраска без обработки |
обычно да |
не обязательно |
обычно да |
Экономические преимущества воздушной лазерной резки
Основное достоинство этой технологии заключается в том, что она позволяет отказаться от использования дорогостоящего газа, а в некоторых случаях увеличить производительность станка вдвое. Это приводит к заметной экономии за счет:
-
отсутствия затрат на газ,
-
ненужности криогенных баллонов или генераторов азота и кислорода,
-
снижения расходов на логистику,
-
сокращения времени обработки углеродистой стали по сравнению с кислородной резкой
-
сокращения объема работ по обслуживанию газовой системы.
На предприятиях с крупным производством, где ведется резка листов и труб, экономия может составить до нескольких десятков процентов от себестоимости детали.
Ограничения воздушной резки металла
Несмотря на ряд достоинств, у технологии есть свои недостатки: вероятно образование оксидного слоя на кромке, она менее пригодна для работы с толстой сталью и в редких случаях не обеспечивает требуемое качество поверхности без окалины (возможно образование микрошероховатости). В связи с этим, при высоких требованиях к качеству кромки, например, при производстве пищевой нержавеющей стали или видимых деталей, рекомендуется использовать азот. Так же к недостаткам можно отнести высокие требования к подготовке сжатого воздуха по чистоте, объему и давлению.
Где применяется воздушная лазерная резка
Технология наиболее эффективна в серийном производстве:
- металлоконструкции
- вентиляция
- электрощитовое оборудование
- мебель и стеллажи
- сельхозтехника
- машиностроительные узлы
- каркасные изделия
- трубные конструкции
Когда стоит внедрять воздушную резку
Воздушная лазерная резка особенно выгодна, если:
- большие объемы тонкого и среднего металла
- серийные детали
- есть покраска после резки
- важна себестоимость
- важна высокая скорость резки
- мощность лазера от 3кВт и выше
Вывод
Воздушная лазерная резка листов, труб и профилей – это действенный метод, дающий возможность заметно сократить затраты и увеличить объемы при лазерной обработке. При подходящей толщине металла и серийном производстве, этот способ становится наиболее выгодным экономически, почти не ухудшая качество краев реза.
Металлообрабатывающим предприятиям и изготовителям металлоконструкций переход на воздушную резку позволяет быстро получить экономическую выгоду и стать более конкурентоспособными.
Опыт ВЕКПРОМ воздушной лазерной резки
Станки TOKAGAMA предназначены для скоростной резки с использованием воздуха, комплектующие именитых брендов позволяют развивать скорости и ускорения выше, чем на станках с меньшим весом станин, направляющими и сервомоторами китайских брендов.
Специалисты ВЕКПРОМ помогут подобрать оптимальное оборудование под Ваши задачи, и всегда посоветуют комплектацию для того, чтобы оптимизировать затраты и уменьшить срок окупаемости оборудования, в том числе благодаря и использованию воздушной резки.
Инженеры компании ВЕКПРОМ имеют большой опыт в настройке режимов с использованием сжатого воздуха как на углеродистой стали, так и на алюминии и нержавеющей стали. При проведении пуско-наладочных работ, они охотно делятся этим опытом с операторами Вашей компании.