Газодинамическая лазерная резка
- Описание
- Стоимость
- Примеры работ (фото, видео)
- Исполнители
- Оборудование
- ГОСТы
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 оборудованием. 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 | |||
+7 (495) 789-95-19
