Технологии лазерной резки металла

Режим лазерной резки — это сочетание пяти параметров: мощности излучения, скорости движения головки, положения фокуса, типа вспомогательного газа и его давления. Одна и та же деталь на неверных режимах выйдет с гратом и прижогами, а на правильных — с чистой кромкой без доработки. Разберём, на что влияет каждый параметр, какие значения типичны для разных металлов и толщин и почему подбор режимов — работа технолога, а не заказчика.

Пять параметров, определяющих рез

• Мощность излучения — определяет, какую толщину можно проплавить: тонкому листу хватает 1–2 кВт, толстые листы режут источники 4–12 кВт и выше. Избыточная мощность на тонком металле так же вредна, как недостаточная на толстом, — она пережигает кромку.
• Скорость резки — обратная сторона мощности: чем толще металл, тем медленнее идёт головка. Слишком быстро — луч не прорежет насквозь; слишком медленно — расплав перегревается, кромка получает грат и прижоги.
• Положение фокуса — точка максимальной плотности энергии. Для резки стали в кислороде фокус держат у поверхности листа, для нержавейки в азоте — заглубляют в металл; смещение фокуса меняет ширину реза и конусность кромки.
• Вспомогательный газ — выдувает расплав и формирует химию кромки: кислород добавляет энергию реакции окисления, азот защищает кромку от окисления, воздух — компромисс для нетребовательных задач.
• Давление газа — у кислородной резки стали оно низкое (доли бара — десятые части атмосферы), у азотной резки нержавейки и алюминия высокое (десятки бар): инертный газ должен выдувать расплав чисто механически, без помощи горения.

К этим пяти добавляются диаметр сопла, режим излучения (непрерывный или импульсный) и программные поправки — снижение мощности в острых углах контура, параметры врезки в металл.

Газ и давление по металлам

Ориентировочные скорости резки

Точные значения зависят от станка, мощности источника и марки металла — таблица даёт порядок величин для волоконного лазера средней мощности по углеродистой стали:

Закономерность важнее конкретных цифр: скорость падает с толщиной нелинейно, поэтому и стоимость метра реза растёт с толщиной листа — станок занят дольше.

Неверный режим виден по кромке

Подробнее о дефектах и их причинах на примере нержавейки — в статье про лазерную резку нержавейки.

Кто и как подбирает режимы

На современном производстве технолог не подбирает параметры с нуля: у станка есть библиотека режимов — проверенные сочетания мощности, скорости, фокуса и газа для каждой пары «металл + толщина». Задача технолога — выбрать правильную строку библиотеки, скорректировать её под конкретную партию металла (прокат разных поставщиков ведёт себя по-разному) и настроить программные поправки под геометрию детали: мелкие отверстия и острые углы режутся на сниженных мощностях. Именно поэтому качество реза — это в первую очередь дисциплина производства, а не марка станка.

Как устроен сам станок — источник, оптика, координатный стол — мы разбирали в статье как работает станок для лазерной резки, а физику процесса и виды технологии — в материале что такое лазерная резка металлов.

Что это значит для заказчика

Хорошая новость: разбираться в режимах вам не нужно. В заявке на лазерную резку достаточно чертежа, марки металла и толщины — режимы под вашу деталь настроит технолог, а качество кромки заложено в техпроцесс. На нашем производстве в Видном резка выполняется на четырёх волоконных комплексах UNIMACH: сталь до 20 мм в кислороде, нержавейка и алюминий до 10 мм в азоте, точность до 0,1 мм. Пришлите чертёж — посчитаем стоимость в день обращения.

Частые вопросы

Почему нельзя просто резать на максимальной скорости?
Потому что у каждой пары «металл + толщина» есть предел, выше которого луч не успевает проплавить лист насквозь. Погоня за скоростью сверх режима даёт непрорез и брак.

Почему азотная резка дороже кислородной?
Азот расходуется под высоким давлением и не добавляет энергии в рез (в отличие от кислорода, где горение помогает лучу) — расход газа и машинное время выше. Платой за это становится чистая неокисленная кромка.

Одинаковы ли режимы на разных станках?
Нет: режимы привязаны к мощности источника, оптике и конструкции конкретного станка. Поэтому «таблица режимов из интернета» — только ориентир, а рабочие значения живут в библиотеке станка и опыте технолога.

Что будет, если резать нержавейку кислородом?
Рез получится быстрее, но кромка окислится и потемнеет, потеряв коррозионную стойкость, — для нержавейки это брак. Стандарт — азот, несмотря на более высокую стоимость.

Данилов Иван

Редактор колонки о металлообработке

See Full Bio