Во время работы волоконного лазерного станка в место реза через сопло подаётся газ, участвующий в процессе обработки заготовок лазерным лучом. В этой статье мы поговорим о газах, применяемых для лазерной резки металла, о том, какие из них являются более предпочтительными, а также расскажем о других часто возникающих вопросах, связанных с этой темой.
Как выбрать газ для резки металла?
Прежде чем перейти к теме выбора подходящего газа для резки металлических поверхностей мы перечислим основные газы, применяемые с этой целью:
- Воздух;
- Кислород (активный газ);
- Азот (инертный газ);
- Аргон (инертный газ).
При выборе газа для волоконной резки металла в первую очередь стоит ориентироваться на характеристики обрабатываемого материала и толщину листа. Для резки чёрных металлов с относительно небольшой толщиной (менее 3 мм) может хорошо подойти предварительно прошедший процесс сжатия и очистки воздух, а для чёрных металлов с толщиной более 3 мм стоит применять кислород. В случае с алюминием, латунью и нержавейкой, стоит применять более дорогой очищенный азот, ведь использование воздуха или кислорода при работе с этими металлами приводит к их сильному нагреванию и окислению, что существенно снижает качество реза и приводит к утрате устойчивости к образованию ржавчины. Азот хорошо подходит для лазерной резки большинства цветных и чёрных металлов с различной толщиной и положительно сказывается на качестве резки, но из-за его высокой цены целесообразнее применять его лишь при резке первых. Приятным бонусом при использовании азота является его охлаждающее действие на режущую кромку. Но не для всех целей прекрасен азот - при резке титана требуется определённый газ, который не приводит к изменению его свойств, - аргон.
Чистота газа оказывает большое влияние на качество резки, поэтому лучшим выбором станет газ с чистотой около 99,9%. Для лазерной резки может использоваться и азот с чистотой от 99,5%, но даже в этом случае будет заметно снижение качества реза.
Расход газа и давление при резке
На расход того или иного газа при резке металла волоконным лазером влияют следующие факторы:
- Вид используемого газа;
- Давление;
- Толщина материала;
- Сопло.
В связи с тем, что кислород является активным газом, он применяется с меньшим уровнем давления, чем при использовании азота и воздуха, что снижает его расход. При работе с кислородом необходима точная регулировка давления - после пробития металла важно повысить давление, иначе вы рискуете получить брызги раскалённого металла при резке. Для контроля уровня давления вам понадобится особый регулятор. Давление при работе с кислородом не превышает 1 атм, а при использовании азота уровень давления обычно не выше 20 атм.
Хранение газа
После выбора необходимого нам газа, возникает следующий логичный вопрос: «В каком виде стоит приобретать газ?». Для хранения кислорода, азота или аргона используются баллоны (40-70 л), моноблоки баллонов (состоят из нескольких средних баллонов – от 4-х и более) и криоцилиндры (вариант, сочетающий в себе компактность, чистоту и большой объём хранимого газа). При выборе между этими вариантами стоит задуматься о том, как часто будет использоваться ваш станок, ведь на постоянную смену одиночных баллонов при большом объёме производства будет уходить слишком много времени, и в таком случае лучшим вариантом станет приобретение моноблока или криоцилиндра.
Особенности при работе с воздухом
Как мы и упоминали выше, для резки металла может использоваться только воздух, предварительно прошедший процесс сжатия и очистки. Для этого требуется воздушный компрессор и фильтры, предотвращающие загрязнение станка парами масла и влаги. Такое оборудование является довольно дорогим и требует периодического обслуживания – своевременная замена фильтров и масла в данном случае имеет большую важность. Дешёвые компрессоры и фильтры довольно быстро выходят из строя, поэтому рекомендуется внимательнее подходить к их выбору. Винтовой компрессор с объёмом ресивера от 500 литров, давлением от 15 бар и производительностью от 800 л/мин будет отличным надёжным вариантом, если не сильно экономить при выборе.
Зависимость скорости резки от материала, его толщины и мощности лазера
| Углеродистая сталь (кислород) |
| Mощность источника, вт | 500 | 750 | 1000 | 1500 | 2000 | 3000 | 4000 | 6000 |
| Толщина заготовки, мм | Скорость резки, м/мин | |||||||
| 1 | 8 | 9 | 10 | 22 | 26 | 34 | 38 | 42 |
| 2 | 4 | 5 | 6.2 | 6.8 | 7.2 | 7.5 | 7.8 | 8.2 |
| 3 | 2.6 | 2.8 | 3 | 3.6 | 4 | 4.4 | 5 | 5.5 |
| 4 | 1.6 | 1.8 | 2.2 | 2.8 | 3.2 | 3.8 | 4.4 | 5 |
| 5 | 1 | 1.4 | 1.8 | 2.4 | 2.8 | 3.2 | 3.4 | 3.6 |
| 6 | 1 | 1.6 | 2 | 2.4 | 2.8 | 3.2 | 3.4 | |
| 8 | 0.8 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 2.2 | 2.6 | 3 | |
| 10 | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.6 | 2 | 2.4 | ||
| 12 | 0.8 | 1 | 1.4 | 1.8 | 2 | |||
| 14 | 0.6 | 0.7 | 1 | 1.2 | 1.3 | |||
| 16 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.1 | ||||
| 18 | 0.7 | 0.9 | 1 | |||||
| 20 | 0.6 | 0.8 | 0.9 | |||||
| 22 | 0.5 | 0.7 | 1.1 | |||||
| 24 | 0.6 | 0.8 | ||||||
| 26 | 0.6 | |||||||
| Нержавеющая сталь (азот) |
| Mощность источника, вт | 500 | 750 | 1000 | 1500 | 2000 | 3000 | 4000 | 6000 |
| Толщина заготовки, мм | Скорость резки, м/мин | |||||||
| 1 | 12.4 | 18.5 | 23.8 | 26.4 | 30 | 34 | 38 | 41.4 |
| 2 | 4.7 | 5.1 | 10.8 | 11.9 | 12.7 | 15.4 | 24.4 | 28.6 |
| 3 | 0.7 | 1.2 | 2.3 | 4.1 | 6.1 | 8.6 | 12.8 | 15.8 |
| 4 | 0.8 | 1.3 | 2.2 | 4.2 | 5.5 | 7.4 | 9.4 | |
| 5 | 0.7 | 1.2 | 2 | 4.3 | 5.1 | 6 | ||
| 6 | 1 | 1.8 | 3.1 | 3.8 | 4.7 | |||
| 8 | 0.9 | 2 | 2.4 | 3.3 | ||||
| 10 | 0.8 | 1.1 | 1.3 | |||||
| 12 | 0.5 | 0.7 | 1.1 | |||||
| 14 | 0.6 | 0.8 | ||||||
| 16 | 0.6 | |||||||
| Алюминий (азот) |
| Mощность источника, вт | 500 | 750 | 1000 | 1500 | 2000 | 3000 | 4000 | 6000 |
| Толщина заготовки, мм | Скорость резки, м/мин | |||||||
| 1 | 5.2 | 6.4 | 8.4 | 16 | 22 | 34 | 38 | 42 |
| 2 | 2.2 | 3.4 | 6.6 | 8.4 | 15 | 21 | 25.5 | |
| 3 | 1.4 | 3.8 | 5.5 | 7.6 | 11.5 | 14.6 | ||
| 4 | 1.4 | 2.6 | 4 | 5.2 | 5.8 | |||
| 5 | 1.7 | 3.3 | 4.4 | 4.9 | ||||
| 6 | 0.9 | 2.1 | 3.4 | 4.1 | ||||
| 8 | 0.9 | 1.3 | 2 | |||||
| 10 | 0.6 | 1.1 | 1.7 | |||||
| 12 | 0.5 | 0.8 | ||||||
| 14 | 0.4 | 0.6 | ||||||
| 16 | 0.5 | |||||||
| Медь (азот) |
| Mощность источника, вт | 500 | 750 | 1000 | 1500 | 2000 | 3000 | 4000 | 6000 |
| Толщина заготовки, мм | Скорость резки, м/мин | |||||||
| 1 | 5.2 | 6 | 8 | 12 | 14 | 22 | 26 | 32 |
| 2 | 1.8 | 3.2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
| 3 | 1 | 2.2 | 3.4 | 5.2 | 6 | 6.4 | ||
| 4 | 1.4 | 1.8 | 4 | 4.8 | 5.4 | |||
| 5 | 1.2 | 1.8 | 2.6 | 3.2 | ||||
| 6 | 0.6 | 1.4 | 1.8 | 2.2 | ||||
| 8 | 0.6 | 0.9 | 1.2 | |||||
| 10 | 0.4 | 0.6 | ||||||
| 12 | 0.4 | |||||||
