29.08.2023

Лазерная резка при производстве труб

Резка металла путем нагревания и последующего разрушения возможна путем применения различных технологий. Одна из наиболее популярных – лазерная. Воздействие лазерного луча может вызывать один из трех физических эффектов, приводящих к разрушению металлической заготовки.

Чаще используется плавление. Это наиболее универсальный и экономичный способ. Энергия луча рассчитывается на таком уровне, чтобы расплавить металл, который находится в точке прицеливания. Она зависит от температуры плавления, которая значительно отличается у разных видов металла. Одной из задач выбора энергии луча является сохранение целостности кромок. Расплавленный металл удаляется при помощи сжатого газа, который одновременно удаляет продукты плавления и охлаждает обработанную плоскость для исключения деформаций. Для исключения окисления только что разогретого среза, используются инертные газы. Лазерные станки используют программную настройку подачи разрезаемого материала и иных параметров резки.

Для черных металлов можно использовать горение металла. В добавление к лазерному лучу в нагреваемую зону подается кислород, что увеличивает выработку тепловой энергии и понижает затраты на обработку. Способ резки может быть использован там, где нет жестких требований к качеству срезов обработанных материалов.

Наиболее энергоемким способом является испарение. Как правило, используется для работы с тонкими заготовками. Используются импульсные лазерные генераторы. Энергия импульса рассчитывается так, чтобы испарить все, что находится в точке прицеливания и не затронуть ничего вокруг, включая подложку или подставку. Как и в первой технологии, поток инертного газа удаляет продукты испарения. Затраты энергии при данном способе резки примерно в четыре раза превосходят предыдущие способы, что связано с разницей температур плавления и кипения для большинства металлов.

Основой классификации лазерных станков является используемая рабочая среда.

Есть твердотельные лазеры. Они для накачки лазерного луча используют кристаллы рубина и схожие по свойствам. В них луч многократно отражается, набирает заданную мощность и покидает кристалл через полупрозрачное зеркало.

В газовых лазерах вместо твердого кристалла используется углекислый газ, активизирующий электроразряды.

Самыми мощными являются газодинамические лазеры, где основным рабочим телом является разогретый углекислый газ, состояние которого позволяет ему становиться источником излучения.