Отличительные особенности плазменной и лазерной резки
Металлообрабатывающая промышленность активно применяет конкурирующие технологии – лазерную и плазменную резку. Их сфера применения практически совпадает, но все-таки есть отличия.
Предлагаем аналитический обзор резки металла на оборудовании разного типа.
В ходе резки металла лазером среда поддается под воздействием сфокусированного луча когерентного света. Такой поток вызывает нагрев металла и расплавляет его. Чтобы удалить из зоны реза расплав, оборудование сдувает его струей сжиженного газа.
В процессе плазменной резки применяется высокотемпературная плазменная дуга, созданная из газообразного рабочего агента – продуцента плазмы. Ее воздействие раскаляет и режет металл, параллельно вынося микрочастицы расплавленного материала из зоны, где происходит резка.
Отличия главных технологических показателей представлены в таблице.
Показатель |
Тип резки |
|
Лазером |
Плазмой |
|
Ширина прореза |
Неизменна 0,2…0,375 мм |
Сильно варьирует - 0,8…3 мм из-за нестабильности плазменной дуги |
Допуски по качеству резки |
Около ±0,05 мм |
В пределах ±0,5 мм |
Конусность |
Ниже чем 0,5° |
1°-3° |
Минимально возможный размер отверстия |
Не лимитирован |
Превышает толщину листа |
Внутренние углы |
Уровень качества – максимальный |
Уровень качества - максимальный |
Образование окалины |
Практически не возникает |
Типична, но снимается без затруднений |
Прижоги |
Неприметны |
Видны по острому наружному краю заготовки |
Температурный фактор |
Невысок |
Превышает показатели работы лазера |
Производительность |
Прокат режется оперативно. При переходе к более толстым участкам процесс замедляется |
Прожигает прокат быстро. Металл с толщиной малых и средних значений режется оперативно, но работа резко замедляется с ростом толщины металла |
Производительность
Тут следует полагаться на тот материал, с которым предстоит постоянно работать.
Для резки тонколистового метала, толщина которого не превышает 2..3 мм, деталей сложной конфигурации, с многочисленными отверстиями оптимально подходит лазер.
Но если режутся листы толщиной выше 6 мм, плазменное оборудование дает выигрыш в скорости. Если нужны детали из листового проката, толщиной более 20 мм, то плазменный резак – безальтернативный выбор.
Качество реза
Насколько высоко должно быть качество реза, зависит от особенностей предназначения детали и технологии производства. При эксплуатации приварного фланца важна его плоскость, а показатели шероховатости, конусности или пережженой кромки не лимитируют качество конечного продукта.
Показатель качества |
Тип резки |
|
Лазером |
Плазмой |
|
Конусность кромки |
0..2° |
0..10°* |
Уровень шероховатости плоскости Ra, мкм |
1.25..2.5 |
6.3..12.5* |
Формирование окалины |
По минимуму |
Не образуется* |
Оплавление по врезкам и углам |
По минимуму |
Встречается* |
Ограничения применения обеих технологий резки для разных показателей представлены в таблице ниже.
Лимит |
Тип резки |
|
Лазером |
Плазмой |
|
Минимально возможный размер отверстий |
(0.3..0.4)S |
(0.9..1.4)S* |
Что режет |
Металлопрокат, синтетику и древесину |
Металлопрокат |
Предел толщины для резки без брака, мм |
Не выше 40 |
Не более 150 |
Прорезка внутренних углов |
Не сопряжены |
Сопряженные |
* - как минимум 2..3 мм
S – толщина проката
Сравнительный анализ техпроцессов
Плазменная резка дает значительное скругление внутренних углов заготовки из-за разницы в 5-8 раз диаметра потока плазмы и лазерного излучения.
Если резка идет плазмой, то дистанция между краями заготовок ограничена. Нарушение нормативной величины в 2.5- 4 мм дает брак, тогда как лазер эффективно работает на дистанции между заготовками 0.5 мм.
Оборудование для лазерной резки формирует отверстия, не имеющие конусности или незначительно конусные, так как фокус пучка имеет сложную настройку.
Резка плазмой искажает точность геометрического края заготовки или отверстия. Это особенно выражено на элементах, размер которых приближен к толщине проката – диаметр отверстия или криволинейные конфигурации контура. Но точная настройка оборудования снижает брак оборудования.
Плюсы лазерной резки
Резка металла лазером гарантирует:
- Идеальные конфигурации и габариты кромки
- Рез без брака с неизменно высокими качественными показателями
- Четко перпендикулярные края
Резка лазером – оптимальный вариант для высокопроизводительной работы по деталям со сложными контурами. Конфигурация соблюдается особенно точно, так как лазер не перегревает и не деформирует листовой прокат.
Плюсы плазменной резки
Использовать плазменную резку – значит получить:
- обработку металлопроката без лимита по толщине или определенному сплаву
- оперативность реза без брака
Фактор нестабильности плазменной дуги накладывает технологические лимиты на работу с металлопрокатом малой толщины. Но высокая температура пучка плазмы дает обильную окалину на кромках и небольшой производственный брак, усложняя работу предприятия.
В итоге проведенного обзора можно сделать вывод, что плазменная резка незаменима при определенных условиях, так же как и лазерная.
