Какие металлы режет лазерный труборез: материалы и ограничения

Лазерная резка теперь используется не только для обычных стальных труб. Современные станки могут резать нержавейку, алюминий и другие цветные металлы. Но качество резки зависит не от того, насколько мощный лазер, а от типа металла, диаметра заготовки, настроек и того, какой газ используется для резки.

Если на производстве нужен лазерный станок для больших труб, то просто знать предельный диаметр заготовок недостаточно. Следует учитывать мощность источника, разрешенный вес погонного метра, виды профилей и предельный размер стенки для конкретного сплава. Поэтому две машины с одинаковым размером патрона могут заметно отличаться по реальным возможностям.

Углеродистая сталь: основной рабочий материал

Чёрная сталь относится к наиболее распространенному материалу для лазерной резки. Она хорошо поглощает луч, а кислород в качестве вспомогательного газа дополнительно ускоряет рез за счёт реакции горения.

На источнике мощностью около 1 кВт труба со стенкой 1 мм режется на скорости порядка 5–6 м/мин. С ростом толщины скорость падает, а требуемая мощность растёт – вплоть до источников на 20 кВт для по-настоящему толстостенных заготовок.

Минус кислородного реза – тёмная оксидная плёнка на кромке. Для конструкций под покраску это не проблема, а для чистовых изделий кромку зачищают либо переходят на резку воздухом или азотом.

Нержавеющая сталь: когда важна чистая кромка

Нержавейку режут преимущественно азотом. Газ не взаимодействует с металлом, и кромка не темнеет. Минус: без реакции горения на разрез уходит больше энергии самого лазера.

Поэтому предельная толщина нержавеющей стали при той же мощности источника обычно меньше, чем у углеродистой. Для труб с толстой нержавеющей стенкой нужен источник помощнее либо готовность к невысокой скорости резки.

Алюминий тоже можно резать, но на подходящем режиме

Алюминий частично отражает излучение и эффективно отводит тепло, что приводит к неравномерному нагреву в зоне реза. Тонкостенные алюминиевые трубы режутся уверенно, а заметный рост толщины стенки уже требует источника с солидным запасом мощности.

Резать алюминий принято азотом. Это позволит получить ровный край без окисления, что сильно упростит дальнейшую работу с заготовкой (перед сваркой или покраской поверхности).

Медь и латунь: не запрет, а отдельная задача

Долгое время эти материалы были слабым местом у лазерных станков, потому как эти металлы снижают до 90% излучения CO2-лазера. Рез просто не шёл. Волоконный лазер работает на другой длине волны, которая лучше поглощается медью и латунью, поэтому современные труборезы справляются и с ними.

Медь всё ещё сильно нагревается, поэтому для её резки нужен мощный лазер от 1 кВт. На слабых лазерах медь не получится разрезать качественно.

Титан и другие специальные сплавы

Титановые трубы встречаются реже, чаще их используют в авиационной и медицинской отрасли. Но даже их можно резать с помощью лазера. Здесь применяется аргон – специальный газ, который защищает раскалённый край трубы от кислорода и предотвращает охрупчивание у линии реза.

Коротко, какой газ для чего:

• для углеродистой стали – кислород для толстых типов металла, воздух – для тонких;
• для нержавеющей стали и алюминия – азот;
• для титана – аргон.

От чего реально зависит толщина стенки

Одна и та же модель станка режет разные металлы на разную глубину, и на это влияют три фактора:

1. Мощность источника. Чем она выше, тем толще заготовка поддаётся резу.
2. Теплопроводность и отражающая способность металла. Медь и алюминий отбирают у процесса больше энергии, чем сталь.
3. Тип вспомогательного газа. Кислород ускоряет рез стали, а нейтральные газы ради чистой кромки требуют больше энергии лазера на ту же толщину.

Волоконные лазерные резаки могут резать разные металлы, такие как углеродистая и нержавеющая сталь, алюминий, медь и латунь. Но для каждого металла есть свои ограничения по толщине и настройкам работы. Поэтому в характеристиках резака толщина указывается отдельно для каждого металла, а не одним общим числом. Это важно учитывать при выборе станка.