Волоконные излучатели Raycus CW – резка и настройка

В этой статье мы поговорим о резке металла с помощью оптоволоконного излучателя Raycus с постоянным излучением (CW) и дадим пару советов, связанных с его настройкой.

Что влияет на качество резки металла?

Качество резки металла зависят от следующих свойств:

- Свойства металла. Качество резки зависит от легирующего состава, микроструктуры, шероховатости поверхности, отражательной способности, теплопроводности, температуры плавления и температуры газификации материала;

- Свойства лазерного луча. Для достижения максимально качественного раскроя необходимо отрегулировать следующие параметры под конкретный материал: фокус и мощность луча, а также давление газа;

- Свойства газа. Например, в качестве газа для резки черного металла и нержавейки используется кислород, так как помимо выдува расплавленного металла, он позволяет поддерживать горение в точке нагрева. Результатом этого является более равномерное и быстрое расплавление металла. Азот же используется для резки меди, алюминия, бронзы или гальванизированных листов металла с целью предотвращения их окисления (т.к. оно может замедлить процесс резки);

- Свойства системы позиционирования луча на поверхности материала. Данные параметры могут оказать влияние на скорость и точность резки.

До начала резки металла лазер устанавливается в начальной точке, с которой и начнется первичное расплавление или испарение материала. При этом материал должен находится в горизонтальном положении, чтобы в процессе обработки нагрев происходил равномерно.

Обрабатываемость различных материалов

- Черный металл (низкоуглеродистая сталь). Как мы и упоминали ранее при резке лазером постоянного излучения чёрного металла рекомендуется использовать кислород. Для сложных контуров и маленьких отверстий с диаметром меньшей толщины, лучше использовать режим импульсного нагрева, т.к. в этом случае меньше обгорают тонкие края металла. Качество резки снижается при высоком содержании углерода и кремня (содержание кремня выше 0,25% заметно снижает качество) в металле, наличии ржавчины или сильной шероховатости, а также после предыдущей термической обработки. При толщине металла выше 10 мм можно использовать тонкий слой масла на поверхности металла, ведь это позволит уменьшить плавление шлаков на поверхности;

- Нержавеющая сталь. Использование кислорода может значительно повысить скорость резки, особенно при резке тонких листов и отсутствии особых требований к окислению кромки, когда как применение азота позволит добиться более высокого качества резки;

- Алюминий, бронза и медь. Из-за высокой отражательной способности металла волоконные лазеры плохо подходят для резки данных металлов. Обрабатывать алюминий рекомендуется с помощью лазеров с большим запасом мощности и с применением азота, при этом чистый алюминий поддаётся резке волоконным лазером хуже, чем его сплавы. В случае с бронзой и медью вам также потребуется лазер с высоким запасом мощности, а также азот (при толщине меньше 1 мм) или кислород (при толщине меньше 2 мм) в качестве вспомогательного газа;

- Титан. В качестве газа для резки титана рекомендуется использовать аргон или азот, при этом параметры аналогичны нержавейке;

- Синтетические материалы. Лазерная обработка данных материалов может привести к выделению вредных для здоровья газов. Лазером можно резать термопластические материалы, жаропрочный пластик и искусственную резину. ПВХ (PVC) и полиэтилен обрабатывать лазером нельзя;

- Органические материалы. Волоконный лазер не подходит для резки органических материалов – для этой цели лучше использовать CO2 излучатель.

Режимы резки материала

У волоконных лазерных источников Raycus существует несколько режимов лазерной резки (видов импульсной модуляции сигнала лазера) - резка постоянной мощностью (Continuous Wave или CW), импульсный режим (Pulse Wave или PW) и режим врезки (Penetration Mode ил SP). Первый режим повышает скорость резки и является основным для резки чёрных металлов, нержавейки и алюминия, когда как второй хорошо подходит для создания ровных и мелких отверстий в чёрных металлах. Режим врезки, как можно догадаться из названия, используется для пробития первичного отверстия в чёрных металлах и нержавейке, а также для материалов с высокой отражающей способностью, таких как медь и бронза.

Для резки заготовок из черного металла обычно используется режим CW, т.к. это позволяет обеспечить максимальную скорость и время создания контура заготовки. При этом рекомендуется устанавливать начальную точку врезки вне контура заготовки. Линия, соединяющая врезку и начало контура, называется «направляющей линией». Длина «направляющего» выступа зависит от толщины материала и размера заготовки. Расчёт «направляющей линии» происходит согласно следующему правилу:

Оценка качества кромки после резки лазером

Резка чёрного металла с кислородом

Резка нержавейки с азотом

Резка сплавов алюминия с азотом

Если заусенцы отсутствуют и линии реза единообразны, то никакие изменения не требуются

Дополнительные советы по эксплуатации

- Не забывайте проводить периодическое техобслуживание лазерного оборудования;

- Поверхность металлического листа должна быть чистой и ровной - без шероховатостей, ржавчины и окислов;

- Режимы резки контура должны подбираться под материал и его толщину;

- Если вы заметили снижение качества резки проверьте правильность установленных параметров резки в программе управления, состояние режущей головы (чистоту защитных стекол и линз), а также состояние выходной головки QBH лазера (чистоту защитного стекла и отсутствие подтеков воды).

Таблицы параметров резки для лазерных излучателей различной мощности

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 300 Вт

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 500 Вт

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 750 Вт

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 1000 Вт

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 1500 Вт

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 2200 Вт

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 3300 Вт

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 4400 Вт

Таблица параметров резки для лазерного излучателя с мощностью 6000 Вт