Газодинамическая лазерная резка
Описание
Стоимость
Примеры работ
Заявка
Прикрепить файл
После отправки заявки мы оперативно реагируем. Оцениваем ситуацию и предлагаем нужные Вам услуги.
МеталлообработкаРезка металлаГазодинамическая лазерная резка

Газодинамическая лазерная резка: скорость, точность, качество

Газодинамическая лазерная резка: 
скорость, точность, качество

Газодинамическую лазерную резку, в которой в качестве активной среды используется смесь газов, нередко путают с обработкой на более простом газолазерном оборудовании. Хотя эти две технологии с таким похожим названием существенно различаются. 

Источник лазерного излучения - не СО2-лазер, а газодинамический (сокращенно ГДЛ). Излучение в нем генерируется за счет быстрого расширения смеси газов через сопло. ГДЛ позволяет получать излучение более высокой мощности по сравнению с СО2, что дает возможность резать металл на более высоких скоростях. 

Процесс резки на ГДЛ непрерывный, в отличие от импульсного характера работы лазера с СО2. Качество реза выше: меньше шероховатость кромок, отсутствует грат. Наконец, газодинамический лазер позволяет резать более толстый металл (до 50 мм и более) за один проход.

Таким образом, газодинамическая резка гарантирует более высокую производительность и качество обработки по сравнению с более традиционной. Она востребована для работы с массивными и сложными пространственными конструкциями.

Как действует газодинамический лазер?

Принцип работы лазера основан на быстром расширении смеси газов через сопло и на генерации лазерного излучения в потоке. В процессе участвуют следующие устройства:
  • камера сгорания, в которой при высоком давлении происходит сжигание рабочей топливной смеси (чаще всего метана и воздуха). Температура газов может достигать 2500-3000 К; 
  • сопло - сужающееся приспособление, проходя через которое, нагретые газы из камеры сгорания расширяются до сверхзвуковой скорости: 1000-1500 м/с. При этом резко падают давление и температура газов;
  • резонатор - два параллельно расположенных зеркала, между которыми формируется оптическая полость. Одно их них полупрозрачное - для вывода лазерного луча.
При газодинамической обработке в результате быстрого расширения газов молекулы переходят на более высокие энергетические уровни. Происходит инверсная населенность, и появляются условия для генерации лазерного излучения в активной среде - смеси газов (CO2, N2, He и др.). 

Лазерный луч возникает при отражении излучения между зеркалами резонатора и усиливается при каждом проходе через активную среду газов. Часть усиленного излучения выводится через полупрозрачное зеркало наружу в виде мощного потока. 

Оптимальными режимами работы оборудования газодинамической лазерной резки считаются давление в камере сгорания 20-30 атм, температура газов 2800-3000 К, расход газов 0,5-1 кг/с. Мощность излучения в непрерывном режиме может достигать 100 кВт.

Разновидности газодинамических лазеров

Для резки металла применяют разные конструктивные схемы газодинамического лазера:
  • аксиальные - самая распространенная схема. Поток газа в этом случае проходит вдоль оси резонатора, совпадающей с осью выходного лазерного луча. Такая система обеспечивает наибольшую мощность излучения;
  • радиальные. Газ поступает в резонатор перпендикулярно оси, а лазерный луч выводится через отверстие в одном из зеркал. Это менее мощные устройства, чем аксиальные, но более компактные;
  • с вынесенным резонатором. Здесь камера сгорания и сопло отделены от резонатора. Эта схема позволяет независимо регулировать параметры активной среды;
  • многорезонаторные. Используют для усиления несколько последовательных резонаторов. Позволяют получать сверхмощное лазерное излучение (в сотни кВт);
  • волноводные. Лазерный луч направляется по газовому волноводу, что увеличивает длину активной среды. Повышается эффективность лазера.
Выбор конструкции зависит от требуемых параметров резки и от условий эксплуатации. Современные станки газодинамической обработки обеспечивают оптимальное сочетание компактности, мощности и КПД.

Основные параметры
газодинамической лазерной резки

Эффективность технологии зависит от правильной настройки режимов. Ведущими параметрами считаются:
  • скорость резки. Обычно задается в диапазоне от 1 до 10 м/мин. Чем она выше, тем производительнее процесс;
  • мощность лазера. Для резки металлов толщиной до 10 мм достаточно 1-2 кВт. Для более толстых требуется до 10-15 кВт. Повышенная мощность также ускоряет резку;
  • фокусное расстояние линзы. Влияет на размер пятна нагрева. Меньший фокус дает более узкий рез, но ограничивает толщину разрезаемого металла.

Газодинамическая резка и материалы

Правильный подбор параметров газодинамической резки позволяет получить рез с идеально гладкими кромками, без перегрева и с минимальными затратами. И обрабатывать практически любые материалы: от конструкционных и нержавеющих сталей до титановых и никелевых сплавов.

К самым оптимальным материалам для резки относятся:
  • нержавеющие стали. Они не требуют большой мощности излучения, резка получается чистой;
  • алюминий и алюминиевые сплавы. Хорошо поглощают лазерное излучение, режутся на высоких скоростях;
  • медь и латунь. Обладают высокой отражательной способностью, но резка возможна при подборе оптимальных режимов;
  • титан и титановые сплавы. Обрабатываются чуть сложнее из-за низкой теплопроводности.
Намного хуже относятся к газодинамической лазерной резке высоколегированные и нержавеющие стали: их высокая теплопроводность требует большей мощности обработки. К неуступчивым относятся и жаропрочные никелевые сплавы: их минусы - высокая температура плавления и склонность к закалке. Стоит подумать о необходимости этого способа обработки для золота, меди и полированной стали - 
материалов с высокой отражательной способностью.

Хотите обработать заготовки на мощном передовом оборудовании? Участники нашего проекта помогут определиться с выбором режима газодинамического лазера и проведут резку безупречно. Обращайтесь!
Металл Стоимость, руб./м
Черная сталь  от 25 
Нержавеющая сталь от 35 
Алюминий  от 45 
Медь  от 55 
Латунь  от 65
Титан от 75
Газодинамическая лазерная резка гарантирует высокую скорость, точность и производительность
Потрясающий результат работы газодинамического лазера
Процесс газодинамической обработки металла
Газодинамическая резка создает из металла настоящие шедевры