Особенности лазерной резки

Рез металла  после лазерной резки имеет следующие  особенности:

 

 1. Упрочненная поверхность. Прилегающие к резу участки претерпевают скоростной нагрев до оплавления (со скоростями до 10тыс. град./сек.) и столь же быстрое охлаждение. В результате в этих участках имеет место образование структур закалки, а в ряде случаев даже аморфизация поверхности (достигаются высокая твердость, коррозионная стойкость, улучшенные магнитные характеристики и другие специфические свойства материала).

 2. Изменение химического состава участков металла около реза. Высокие температуры (плавление) и окисляющая среда способствуют проникновению в поверхностные слои металла окислителей и азота воздуха.

 3. Характерный рельеф шероховатости поверхности реза.

 4. Неоднородность распределения локальных напряжений, возможность возникновения трещин в результате больших термических напряжений.

 

Лазерная  резка дает хороший эффект и ее применение технически целесообразно  при изготовлении деталей из листовых материалов:

 

- имеющих различные свойства (мягких, твердых, тугоплавких металлов, различных тканей, органостеклопластиков и т.п.) на одной и той же машине, одним и тем же инструментом; в условиях мелкосерийного производства для получения плоских деталей, часть размеров которых имеет тенденции изменяться в процессе производства изделия;

- плохо поддающихся холодной штамповке: аустенитные и высоколегированные стали и сплавы, дерево, оргстекло и т.д.;

- при необходимости изготовления небольших серий (примерно до 10000–15000 деталей в год) сложноконтурных деталей, имеющих вырезы различной конфигурации внутри детали (узкие щели, пазы с острыми углами, перемычки толщиной в пределах 1 мм и т.д.);

- при серийном производстве штрихового мерительного инструмента и других случаях, когда применение лазерной резки экономически целесообразно.

 

В настоящее  время созданы лазерно-технологические системы для обработки объемных деталей из листовых материалов. Лазерная обработка таких деталей возможна на машинах, у которых имеется управление рабочими органами по пяти осям: три поступательно движущихся и две вращающихся оси. Это дает возможность при заданном перемещении детали постоянно направлять лазерный луч по нормали к обрабатываемой поверхности, что необходимо для получения качественного реза.

 

Ниже приводятся сравнительные таблицы 1 и 2, показывающие возможности различных методов резки титана разной толщины и затраты на эти операции, включая стоимость оборудования. Следует учесть, что после лазерной резки последующая обработка поверхностей реза, как правило, не требуется.

 

 

Таблица 1

Сравнение скорости различных методов резки титана

 

Метод резки	Скорость резки мм/с при толщине в мм
	3	6	12
Пилами	1,8	1,3	0,5
Лазером	50	25	16,7
Газокислородная	25	19,2	8,3
Плазменная	25	20,8	15

 

 

Таблица 2

Сопоставление затрат на резку титана различными методами

 

Метод резки	Затраты на оборудование, непосредственную резку и последующую обработку в пересчете на 1 м длины при толщине в мм, в $
	3	6	12
Пилами	8,1	11,7	22,5
Лазером	3,8	6,5	6,8
Газокислородная	4,0	7,2	7,6
Плазменная	3,8	7,7	8,5