Газы для лазерной резки металла: полный гид по выбору и расходу

Какой газ используется для лазерной резки металла: выбираем лучшее решение для стали, алюминия и других металлов.

Лазерная резка металла – это процесс, при котором сфокусированный лазерный луч нагревает металл до температуры плавления или испарения. Чтобы образовавшийся расплав не оставался в зоне воздействия и не портил кромку, одновременно подаётся газ под давлением. Он выдувает расплавленный металл, охлаждает зону реза и иногда участвует в химической реакции, ускоряя процесс.

Газ играет критическую роль в процессе лазерной резки металла. Его выбор влияет на всё: скорость резки, чистоту поверхности, себестоимость деталей и даже срок службы оборудования. Если подобрать неправильный газ, можно столкнуться с грубой кромкой, большим расходом материала и лишними затратами на последующую обработку.

Поэтому главный вопрос — какой газ выбрать при лазерной резке разных металлов, чтобы получить точный, чистый и экономичный результат? В этой статье мы разберём, какой газ нужен для конкретных задач и как снизить его расход, а также что нужно учитывать при работе с разными материалами.

Зачем нужен газ при лазерной резке?

Процесс резки металла невозможен без вспомогательных газов. Они выполняют три основные функции, без которых невозможно обеспечить корректную резку металла:

• Защита и охлаждение – предотвращают загрязнение линзы, защищают её от испарений и капель расплавленного металла.
• Удаление расплава – струя газа выдувает металл из зоны реза, обеспечивая ровный и стабильный пропил.
• Химическая реакция – при работе с кислородом процесс сопровождается дополнительным теплом, что ускоряет резку и увеличивает глубину.

Выбор конкретного газа для лазерной зависит от того, на каком металле работает оператор, какое качество поверхности требуется получить и какую из вышеперечисленных функций требуется усилить.

Основные газы для лазерной резки и их свойства

В промышленности применяются три основных варианта газов для лазерной резки: азот, кислород и сжатый воздух. Каждый из них подходит для определённых материалов.

Азот

Для чего: резка цветных металлов (нержавеющей стали, алюминия) и легированных сталей, где важно высокое качество кромки без окалины.

Как работает: азот – инертный газ, который не вступает в реакцию с металлом, а лишь удаляет расплав. В результате поверхность получается блестящей и без окалины.

Недостаток: высокий расход газа для лазерной резки и значительные затраты — при массовом производстве часто приходится производить резку в больших объёмах, что удорожает процесс.

Кислород

Для чего: резка черных металлов (углеродистой стали и конструкционных металлов).

Как работает: кислород вступает в реакцию с железом, выделяя дополнительное тепло. Это увеличивает скорость резки и позволяет работать с более толстыми материалами.

Недостаток: кромка покрывается окалиной, поэтому иногда требуется дополнительная механическая обработка, а в отдельных случаях приходится производить резку заново для устранения дефектов.

Сжатый воздух

Для чего: экономичная резка тонких листов из углеродистой стали и отдельных цветных металлов, где чистота кромки не критична.

Как работает: воздух содержит до 20% кислорода, поэтому сочетает частичный эффект кислородной резки и низкую себестоимость.

Недостаток: снижение эффективности процесса, получение менее чистой поверхности с возможными шероховатостями, а также риск загрязнения линзы из-за примесей и влаги, содержащихся в газе.

Какой газ выбрать для лазерной резки разных металлов?

При подборе важно учитывать материал, толщину и требуемое качество поверхности. Для удобства приведём таблицу:

Для нержавеющей стали:

Азот обеспечивает безупречное качество, но его расход велик. Кислород выбирают, если допускается окалина и важно снизить себестоимость.

Для углеродистой стали:

Основное решение – кислород. Он даёт максимальную скорость и глубину. Сжатый воздух используют для тонких листов, где важно удешевить процесс.

Для алюминия:

Единственный вариант – азот. Только им можно обеспечить стабильную резку этим газом без пор и наплывов.

Для меди и латуни:

Лазерная резка: какой газ здесь подходит лучше всего? Азот. Однако нужно учитывать отражающие свойства металлов: требуется мощное оборудование и максимально чистые газы для лазерной резки. Без этого качественную резку цветных металлов получить практически невозможно.

От чего зависит расход газа при резке металла?

Расход газа — один из главных факторов, влияющих на себестоимость и эффективность процесса. Ошибки в расчётах приводят к перерасходу, а значит, и к лишним затратам.

Основные параметры, от которых зависит расход газа при лазерной резке:

• Мощность лазера. Чем выше мощность, тем больше требуется газа для охлаждения и выдува расплава.
• Толщина и тип материала. Толстые листы нержавеющей стали или алюминия требуют значительно большего давления и объёма газа по сравнению с тонкой углеродистой сталью.
• Диаметр сопла. Увеличение диаметра приводит к росту расхода, но при этом позволяет эффективнее удалять расплав.
• Давление и режим подачи. Для азота часто используют высокое давление, из-за чего расход газа для лазерной резки особенно велик.
• Скорость резки. При медленном ходе резака подача газа должна быть стабильной, чтобы не образовывались наплывы.

Для каждого материала нужно подбирать индивидуальные параметры, чтобы избежать перерасхода. Например, при резке нержавеющей стали толщиной 3 мм азотом расход газа может достигать десятков кубометров в час. В то время как резка кислородом углеродистой стали толщиной 10 мм потребует среднего объёма подачи. При использовании воздуха, наоборот, расходы минимальны, но качество реза снижается.

Совет: точные значения расхода определяются технологическими картами для каждого станка и конкретного материала. Эти параметры можно оптимизировать за счёт правильной настройки оборудования, выбора сопла и давления. Именно здесь кроется основная экономия: без потери качества удаётся сократить расходы на десятки процентов.

Как оптимизировать затраты на газы?

Чтобы не переплачивать, используются несколько решений:

• установка генераторов азота на предприятиях с большим потреблением;
• правильный подбор давления и диаметра сопла под каждую задачу;
• регулярное обслуживание станков: чистка форсунок, проверка герметичности;
• применение сжатого воздуха там, где качество кромки не критично.

Заключение

Итак, при резке лазерный метод невозможен без правильно подобранных газов. Для нержавеющей стали и алюминия чаще всего используют газ азот, для углеродистой стали – кислород, а для тонких листов можно применять воздух. Выбор газа для лазерной – это баланс между качеством, скоростью и себестоимостью.

Хотите точно понять, каким газом выполнять резку на вашем оборудовании и как сократить расход? Специалисты АМН Инжиниринг помогут рассчитать оптимальные параметры именно для ваших задач. Компания более 20 лет производит станки и поставляет оборудование для металлообработки. Обратитесь за консультацией – и ваш станок будет работать максимально эффективно.