Дефекты лазерной резки и причины их появления

При лазерной резке, как и при любом другом процессе возможен брак. Его причинами могут быть, как незнание технологии резки, так и самые прозаичные, механические проблемы - от загрязнённой линзы и до перетянутого приводного ремня.

За три десятилетия в металлообработке мы накопили немалый опыт, которым делимся с вами. Сегодня рассказываем про самые частые виды брака при раскрое металла и способы их устранения.

Далеко не всегда обработка металла, лазерная резка и изготовление металлоизделий, проходит без технологического брака. Возникающие недостатки могут привести к неэстетичному внешнему виду изготовленных изделий, сложностям в их эксплуатации, выведению из строя механизмов и агрегатов, в которых они используются. Последняя ситуация способна привести к довольно неблагоприятным последствиям, в том числе для персонала предприятия. В статье – о том, как определить и предотвратить брак при лазерной резке, а также его основные виды, встречающиеся в производстве: грат, облой, борозды, вихри и менее распространённые типы брака.

Как выглядит брак и как его избежать?

Брак при раскрое металла лазером может представлять собой различные нежелательные изменения в детали, влияющие на её внешний вид и свойства. Это могут быть повреждения, отверстия, либо застывшие капли металла, наросты.

Неровное оплавление краёв при раскрое Оплавление Фото с примером грата при лазерной резке металла Грат

К образованию дефектов металлических изделий приводят как технические ошибки настроек самого лазера, так и небрежное соблюдение технологии. Например:

  • Установка неверного фокусного расстояния, из-за чего теряется мощность обработки. Настроить его можно, подняв или опустив сопло.
  • Ошибки в юстировке зеркал, участвующих в передаче луча от излучателя к заготовке. Это приводит к падению мощности, раздвоению луча, уменьшению способности к прорезанию, появлению чёрного или толстого реза.
  • Проведение работ без компрессора, выполняющего функции по охлаждению линзы, удалению продуктов горения, ускорения процесса работы. Неочищенная линза быстро перегревается.
  • Избыточная натяжка ремней, по причине чего лазер дрожит на поворотах, возникают пропуск шагов, изменение геометрии изделий.
  • Плохое закрепление линзы, по причине чего возникает неровный рез.
  • Неверно заданные параметры резки: скорость, длина шага, мощность. Это приводит к недорезу или пережогу заготовки. Ошибка в минимальной угловой мощности приведёт к скачкам скорости и замедлением работы на углах.
  • Отсутствие оптимизации реза, позволяющей расставить последовательность и этапы резки.
Ещё одна причина образования брака – влияние физико-химических характеристик сплава. К примеру, край листа высокоуглеродистой стали после соприкосновения с лазером твердеет, и его физические способности легче поддаются улучшению. Однако, если обработать тем же образом край холоднокатаного листа с низким содержанием углерода, его твёрдость снизится. Поэтому для предотвращения возникновения дефектов следует точно знать, какой материал предстоит резать.

Реальные преимущества

Полный цикл изготовления
Собственное конструкторское бюро
Заказы с Военной
Приемкой
30 лет опыта
работы
>100 ед. станков
от 1 ед. продукции

Три самых распространённых дефекта при лазерной резке металла

Грат при лазерной резке металла

Этот дефект представляет собой застывшие капли расплавленного материала на кромках изделия. Причина возникновения – ошибка в установлении скорости перемещения лазерной головки. Некоторые виды сырья, к примеру, алюминий, следует резать только с чётко установленной скоростью.

Грат, имеющий форму бисера с направленными вниз желобками, налипающий на конструкционную сталь. Причина образования – слишком высокое положение фокуса по отношению к номиналу или слишком быстрая скорость раскроя. Во избежание дефекта следует замедлить работу на 10% либо снизить положение фокуса.

Грат с крошками после лазерной резки, выбоины на заготовке. Появляются по причине положения фокуса ниже номинала, когда имеют место повышенное давление кислорода и налипание частиц на высокой скорости. Устранить этот дефект можно, повысив фокус и замедлив процесс на 5-10%.

Неровные края

Несмотря на то, что главным достоинством лазерной резки является идеально ровный край, при недостаточном понимании технологии он может не получиться. Это происходит, как правило, из-за нарушения конструкции режущего угла станка, несвоевременного технического обслуживания, нетвёрдого закрепления заготовки, либо листа толщиной или массой ниже предусмотренных станком.

Необходимо проводить регулярное техническое обслуживание рабочего инструмента, надёжно закреплять обрабатываемый материал, характеристики которого должны точно соответствовать инструменту.

Борозды и вихри

Данный вид брака образуется по причине отделения газовой струи и её соприкосновения с заготовкой вне лазера. Воздействие струи на толстую заготовку носит вихревой характер и приводит к соответствующим её деформациям. Чтобы предотвратить появление борозд, нужно отрегулировать выходное давление газа и определить лучший режим для резки в конкретном случае. Важно правильно выбрать не только основной, но и вспомогательный газ, который эффективно удалит расплав и обеспечит чистоту реза.

Другие виды брака

Раковины, выдувание металла

Данный дефект образуется при высоком давлении рабочего газа, ошибке в используемых мощности и скорости, калибровке расстоянии до заготовки. Путь предотвращения – снижение скорости на 10% и мощности на 5%, давления на 1 бар.

Гребешки, ребристость

Возникают по причине слишком быстрой резки, ошибке в мощности. Чтобы устранить недостаток, нужно снизить скорость обработки на 5-10%, мощность – на 10%, давление – на 0,3 бар. Ребристость и гребешки на одной стороне заготовки возникают при неисправных сопле или линзах, которые нужно почистить либо установить новую дюзу по сечению.

Разрыв заготовки на стороне врезания, кратер при прокалывании.

Образуется из-за низкого фокуса, неверно заданных параметров, излишней величины сопла дюзы. Чтобы избежать данного вида брака, нужно соответственно повысить фокус, поставить дюзу с меньшим соплом, установить параметры врезания по умолчанию.

Неспособность раскроя металла с одной из сторон

Происходит из-за неисправной линзы или сопла дюзы, а также отсутствия центровки сопла. Неисправные элементы следует заменить либо провести центровку сопла.

Превышение допустимых значений плоскостности

Дефект вызывают нарушения правил хранения исходного материала, реакции внутреннего напряжения металла. Избавиться от дефекта можно путём исправления деталей.

Окалина

Корка на металле, появляющаяся на нём после его нагрева. Возникает из-за неудовлетворительного состояния заготовки или неправильной настройки фокуса линзы. Избавиться от окалины можно химическим, (электро)механическим способами.

Прожог

Отверстия на готовом продукте, появляющиеся после резки металла. Как правило, данный дефект характерен при лазерной резке алюминия. Хотя можно попробовать заварить прожог, следы его все равно будут видны. Может появиться по разным причинам.

Никаких дефектов

АО "НПФ" Спецмаш" качественно и без дефектов раскроит любые металлы для применения в любых сферах. Мы обладаем опытом в три десятилетия. В нашем распоряжении – более сотни единиц профессиональной техники.

Среди наших клиентов – крупные государственные и коммерческие предприятия, как гражданского, так и военного секторов.