Плазменная и лазерная резка металла: плюсы и минусы

Плазменная и лазерная резка металла: плюсы и минусы

Плазменная и лазерная резка металла: плюсы и минусы

Плазменная и лазерная резка металла применяются на производствах для создания криволинейных и перфорированных металлических изделий различного назначения: для использования в приборо- и машиностроении, строительстве, изготовлении бытовой техники, оборудования для складов и т.д. Оба вида обработки активно задействованы в раскрое листового металла, но имеют разные задачи, преимущества и недостатки. В статье поговорим о различиях между этими технологиями, их назначении, плюсах и минусах.

Особенности лазерной резки

В процессе раскроя на заготовку воздействует лазер – сфокусированный пучок света, под воздействием которого металл плавится. Для удаления расплавленного материала из рабочей зоны используется газовая среда – под высоким давлением воздух подается в область реза, удаляет лишний металл и охлаждает заготовку. Классический пример такой установки – комплекс Smart Plus Tсо сменными столами для обработки листового металла, труб и профилей.

Максимально допустимая толщина заготовки.Лазерный резак предназначен для обработки тонких листов и проката. Чтобы получить чистый срез, рекомендуется применять лазер для следующих материалов:

• черная сталь и чугун – до 20 мм;
• нержавеющая сталь – до 15 мм
• латунь – до 8 мм;
• медь – до 5 мм.

Качество обработки.Лазер оставляет после себя рез шириной от 0,2 до 0,375 мм, что позволяет использовать полученные на раскрое детали в особо сложных приборах без предварительной обработки и подгонки по размерам. Точность резки на оборудовании по типу оптоволоконного лазерного станка с защитной кабиной TG-CM 1510составляет 0,03 мм – параметр, который укладывается в большинство допусков на производствах. Лазер позволяет добиться более точной геометрии отверстий – конусность составляет 1^о. Это означает, что полученные отверстия оптимальны для максимально точных и прочных соединений. Минимальный диаметр отверстий, которые способен вырезать лазерный луч, соответствует толщине обрабатываемой заготовки при непрерывной работе, и 1/3 от толщины – при импульсном режиме. За счет небольшого диаметра светового пучка внутренние углы на заготовках не имеют скруглений. После обработки на заготовке нет окалин, и ей не нужна шлифовка Термическое воздействие на заготовку минимальное, область вокруг реза нагревается слабо, влияние на качество готовой детали незначительное.

Скорость обработки.Лазерные установки работают на очень высокой скорости при относительно малых мощностях, что позволяет обрабатывать больше продукции за единицу времени. Но скорость их работы снижается при увеличении толщины металла в рабочей зоне и при длительном прожиге слишком толстых листов.

Преимущества.Отметим следующие плюсы лазерной резки:

• высокая точность и качество резки – материал деформируется минимально, поэтому лазер подходит для изготовления высокоточных конструкций и приборов;
• незначительная тепловая деформация заготовки – лазерный луч воздействует на ограниченную площадь, поэтому заготовка сохраняет свою изначальную геометрию;
• ограниченная зона воздействия на заготовку – при раскрое детали можно располагать на заготовке ближе друг к другу;
• отсутствие окалин – готовые детали не придется шлифовать;
• низкая себестоимость обработки – лазер не требует высоких затрат на электроэнергию.

Недостатки.К отрицательным сторонам таких установок относятся

• ограничения по толщине обрабатываемого материала – слишком толстые заготовки лазер не сможет разрезать;
• высокая стоимость оборудования – такие станки относятся к высокоточному оборудованию, которое не может стоить дешево;
• низкая скорость обработки толстых заготовок – чем больше глубина реза, тем медленнее будет работать лазер;

Особенности плазменной резки

Во время раскроя на заготовку действует плазменная дуга, которая вырабатывает большое количество энергии и плавит металл в месте воздействия. Расплавленный материал удаляется из рабочей зоны с помощью плазменной струи. Дуга формируется из плазмотрона, который сжимает ее и насыщает газом для образования плазмы.

Максимально допустимая толщина заготовки.Станки для плазменной резки могут обрабатывать толстый листовой металл – от 20 мм. Максимальная глубина реза зависит от типа материала:

• медь – до 80 мм;
• чугун – до 90 мм;
• алюминий – до 120 мм;
• нержавеющая сталь – до 150 мм.

Качество обработки.Плазма не может обеспечить стабильность ширины реза – данный параметр варьируется от 0,8 до 2,5 мм. Точность реза меньше, чем у лазера – погрешность может составлять от 0,1 до 0,5 мм. Плазменные установки не всегда могут обеспечить высокую геометрическую точность – конусность отверстий на таких станках колеблется в пределах от 3 до 10^о. Получить нужное качество можно, если толщина заготовки в 2 раза меньше диаметра необходимого отверстия. Минимально возможный диаметр отверстий, которые может сделать плазменный резак, равен 1,5 от толщины обрабатываемого материала, но не менее 4 мм. Внутренние углы на заготовке могут быть скругленными, а из нижней части среза может удаляться больше материала, чем из верхней, что обусловлено спецификой работы плазмы. После обработки на заготовке могут оставаться окалины, которые необходимо удалить. Термическое воздействие на заготовку сильное, область реза подвергается воздействию высоких температур, что может повысить процент брака на производстве.

Скорость обработки. Плазменная установка работает медленнее, чем лазерная, но она не теряет в производительности при длительном воздействии на толстый металл, соответственно, время пробивки заготовок большой толщины не увеличивается.

Преимущества.К положительным сторонам плазменной резки относятся:

• использование для разных по толщине материалов – плазменный резак воздействует на глубину до 150 мм без потери скорости работы;
• универсальность – плазменный резак может обрабатывать сталь, чугун, алюминий, медь и специальные сплавы;
• возможность резки под углом – плазменный резак закреплен в подвижном механизме, поэтому его можно использовать для снятия фаски;
• низкая начальная стоимость оборудования – плазменные установки значительно дешевле лазерных за счет более простой технологии обработки заготовок.

Недостатки.Минусы плазменных установок обусловлены принципами формирования и функционирования дуги:

• высокая тепловая деформация заготовки в зоне резки – металл может нагреться слишком сильно и изменить геометрию всей заготовки, поэтому плазменная установка не подходит для тонких высокоточных работ;
• низкая точность реза и его большая ширина – плазменный факел шире, чем лазерный луч, поэтому вырезать тонкие линии и отверстия небольшого диаметра он не может;
• образование окалин – готовую деталь придется шлифовать, т.к. плазма не способна обеспечить гладкость среза.

Какую технологию выбрать для обработки?

Лазерные резаки подойдут для изготовления изделий со сложной конфигурацией, требующих высокой точности и быстрого производства. Данная технология используется при производстве высокоточных приборов, роторных колес, сложных элементов дизайна.

Плазменные установки оптимальны для обработки изделий с большой толщиной и минимальным количеством криволинейных элементов. Эту технологию широко применяют для обработки сварных конструкций, элементов металлокаркасов, рельсов и т.д.

Если вы хотите получить помощь по подбору техники для вашего производства, заказать установку и пусконаладку станков для резки металла или диагностику неисправностей у уже имеющегося оборудования, позвоните нам по телефону +7 (495) 161-36-81.