Резка цветного металла: способы и их особенности. Особенности лазерной резки латуни и меди Резка цветных металлов
Лазерная резка листового металла, несмотря на высокую стоимость по сравнению с классической обработкой, становится все более востребованной. Причина такой популярности заключается в том, что это высокоточная обработка, практически не имеющая отходов. Помимо минимальной толщины реза, к преимуществам этого способа относят ровные кромки (нет затрат на дополнительную обработку) и отсутствие деформации (минимальный нагрев в зоне реза), а также высокую скорость работы. Вдобавок возможна фигурная резка нержавейки, позволяющая получить готовое изделие, максимально соответствующее макету.
Цена услуг на складывается из:
- необходимости обработки контуров деталей, а также их отрисовки в инженерной среде;
- особенностей резки того или иного металла (конструкционная сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь, латунь и т.д.);
- толщины обрабатываемого материала;
- оптимальных настроек станка для выполнения соответствующего заказа;
- общей длины реза.
| Толщина | Сталь | Нержавейка | Алюминий | Латунь | Медь |
| 1.0 | 11.90 | 15.19 | 15.68 | 21.10 | 20.07 |
| 1.5 | 13.86 | 21.28 | 18.48 | 27.60 | 26.31 |
| 2.0 | 16.66 | 30.38 | 32.69 | 46.80 | 44.53 |
| 3.0 | 24.29 | 41.72 | 42.56 | 89.80 | 85.50 |
| 4.0 | 27.44 | 59.64 | 53.83 | 162.70 | 154.90 |
| 5.0 | 32.34 | 83.16 | 107.94 | 274.00 | 261.00 |
| 6.0 | 37.87 | 116.76 | 144.62 | 556.10 | 529.70 |
| 8.0 | 48.30 | 226.80 | 161.35 | 864.20 | |
| 10.0 | 66.43 | 398.02 | 270.69 | ||
| 12.0 | 83.30 | 467.32 | 357.00 | ||
| 14.0 | 96.74 | ||||
| 16.0 | 139.86 | ||||
| 18.0 | 199.36 | ||||
| 20.0 | 223.02 | ||||
| 22.0 | 318.40 | ||||
| 25.0 | 470.70 |
* Указаны ориентировочные цены на работу за погонный метр для счетов БЕЗ НДС. Цена за метр зависит от общей длины реза в заказе. Цены указаны для тиражей свыше 1000 м. Для тиражей свыше 3000 м. действуют специальные предложения - уточняйте в отделе продаж.
Минимальный заказ на лазерную резку 10 000 р.
ДЛЯ БЫСТРОГО РАСЧЕТА СТОИМОСТИ И СРОКОВ ВАШЕГО ЗАКАЗА,ОТПРАВЬТЕ НАМ *.DXF ИЛИ *.DWG, А ТАКЖЕ УКАЖИТЕ ТРЕБУЕМЫЙ МАТЕРИАЛ, КОЛИЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ И ТЕЛЕФОН ДЛЯ СВЯЗИ.
КРАТЧАЙШИЙ ПУТЬ ВАШЕГО ЗАКАЗА НА ЛАЗЕРНУЮ РЕЗКУ
Получение запроса на электронную почту
Согласование расчета и технических параметров
Закупка и доставка материалов
Производство заказа
Доставка
Какие изделия можно получить при помощи лазерной резки металла
В компании ООО «Премьер Лазер» Вы всегда можете заказать разработку и изготовление металлоизделий, включающих в себя лазерную резку, гибку, и порошковую покраску.
У нас заказывают:
- части машиностроительной техники;
- элементы дымоходов, емкостей, котлов, печей и каминов;
- корпуса электронных киосков, интерактивных терминалов и других вендинговых аппаратов;
- трафареты и буквы из тонколистового металла;
- компоненты ворот и дверей, ограждений, перил и ступеней;
- рекламные стойки, диспенсеры, стеллажи и полки;
- декоративные панно, резные светильники и другие элементы декора;
- элементы оформления помещений баров и ресторанов;
- витрины магазинов и торговых точек.
Цена лазерной резки в Москве не всегда самая приятная составляющая изделия. Если же Вы ищете высокое качество изготовления по приятным ценам, а также хотите получить изделие в обозначенный срок, присылайте нам чертежи с понятным техническим заданием, и тогда Вы оцените возможности нашего производства. В кротчайший срок Вы получите расчеты стоимости изготовления изделий, информацию по срокам выполнения чертежей изделия и тиража. Уточнить информацию (материалы, проектирование, дополнительные услуги, минимальный заказ) можно по телефону +7 495 540-41-07.
1-й лазер Mitsubishi ML3015EX-F40 (FIBER)
Углеродистая сталь до 19 мм
Нержавеющая сталь до 18 мм
Оцинковка до 3 мм
Алюминий до 15 мм
Латунь до 12 мм
Медь до 6 мм
Оптико-волоконный станок для лазерной резки металла Mitsubishi ML3015eX-F40 оснащен современным оптико-волоконный резонатором, состоящим из нескольких модулей, без оптических зеркал. Специальная стойка ЧПУ позволяет добиваться оптимальных режимов работы и скорости резания металла в автоматическом режиме. Применение технологии FlyCut для металлов толщиной до 2мм включительно позволяет значительно сократить время обработки. Эксклюзивные разработки Mitsubishi Electric открывают возможности для реализации задач по лазерной резке наиболее технологично.
Образцы деталей
2-Й ЛАЗЕР MITSUBISHI ML3015EX (CO2)
Углеродистая сталь до 20 мм
Нержавеющая сталь до 12 мм
Оцинковка до 3 мм
Алюминий до 12 мм
Установка раскроя металла Mitsubishi ML3015eX оснащена газовым резонатором постоянного тока мощностью 4,5 кВт и рассчитана на высокоскоростную резку металла с высоким качеством реза. Главной особенностью станка является наличие специальных установок резания для нержавеющих сталей толщиной 8-14 мм по технологии Brilliant cut. Применение этой технологии вместе со специальными соплами и азотом, подающимся через них в зону резки под высоким давлением, позволяет получать срез с низкой шероховатостью поверхности и отсутствием облоя на нижней стороне заготовки. Технология Brilliant cut применима для толстой нержавеющей стали любой марки.
Возможности резки металла лазером
На такую услугу, как резка металла лазером, цены в Москве выше, чем стоимость обычной обработки, но такие затраты окупаются скоростью выполнения работ и качеством готовых изделий. Лазер позволяет перфорировать прямоугольные трубы, осуществлять раскрой листового металла.
Мощность работы лазера устанавливается в зависимости от толщины обрабатываемой заготовки. В зависимости от обрабатываемых материалов, применяется резка кислородом, азотом или другими газами.
В компании «Премьер Лазер» можно заказать комплекс работ по изготовлению металлоизделий, включая этапы проектирования, лазерной резки, гибки, сварки, порошковой покраски и сборки конструкций. Звоните, чтобы получить подробную информацию +7 495 540-41-07.
Сущность процесса кислородно-флюсовой резки
Как указывалось ранее, некоторые металлы и сплавы не поддаются обычному процессу кислородной резки в связи с образованием тугоплавких окислов, а также вследствие недостаточного теплового эффекта сгорания металла.
Удаление тугоплавких окислов возможно либо путем их перевода в более легкоплавкие соединения (с температурой плавления Т пл.ок ниже Т пл.м или близкой к ней), либо путем создания вблизи поверхности большого градиента температур. В последнем случае в очень тонком слое у поверхности разрезаемого металла создавались бы температуры, способные расплавить окисел с T nл.ок > Т пл.м, не приводя к заметному объему расплавления разрезаемого металла. Для создания такого градиента температур необходимо концентрированное введение дополнительного тепла.
Увеличение мощности подогревательного пламени в связи с малой концентрацией ввода тепла не может создавать необходимого градиента температур. Это и приводит к получению грубых разрезов с большой долей выплавленного несожженного металла. Подобным же образом может действовать и подогрев кислородной струи.
Большего эффекта можно достигнуть концентрированным вводом дополнительного тепла непосредственно в реакционное пространство, т. е. вместе со струей режущего кислорода. На этом принципе основан разработанный ещё в 1950 г. способ кислородно-флюсовой резки, применяемый для резки высоколегированных хромом сталей, а также для резки чугуна, меди и сплавов на ее основе.
При кислородно-флюсовой резке в кислородную режущую струю дополнительно вводятся порошкообразные флюсы, частицы которых, сгорая, дают значительный тепловой эффект, способствуя плавлению тугоплавких окислов на поверхности контакта кислорода с обрабатываемым металлом без значительного расплавления кромок металла под этим поверхностным слоем. Основой таких порошкообразных флюсов является железный порошок.
В процессе горения флюса образуются высоконагретые частицы FeO, которые способствуют образованию комплексных более легкоплавких соединений (FeО. SiО 2 ; FeО. Cr 2 О 3 и др.) и облегчают доступ кислорода к неокисленным частям металла вследствие удаления тугоплавких окислов. Для меди и сплавов на медной основе подобное действие могут оказывать фосфорные окислы и в некоторой степени алюминиевые. Введение А1 при этом способствует и повышению термического эффекта горения порошкообразного флюса.
В некоторых случаях удалению тугоплавких окислов способствует абразивное действие частиц, увлекаемых потоком кислорода режущей струи. Применение для этой цели кварцевого песка позволяет удалять окислы хрома с поверхности реза при обработке высокохромистых сталей. Одновременно возможно и некоторое флюсование окислов с образованием силикатов (SiО 2 . Cr 2 О 3 и др.).
Как показало применение кислородно-флюсовой резки для различных металлов и сплавов, в качестве флюсов успешно могут использоваться смеси железного порошка, кварцевого песка, железной окалины, феррофосфора и алюминия с размером частиц 0,1-0,25 мм. Составы флюсов, применяемых в для резки различных металлов и Сплавов, приведены в табл. 24.
Таким образом, в дополнение к процессам окисления металла и выдувания расплавленных шлаков при обычной резке, при кислородно-флюсовой резке имеет место интенсификация температуры в реакционном пространстве в результате сжигания порошка флюса (железа, феррофосфора, алюминия), сопровождаемая флюсованием тугоплавких окислов и абразивным их удалением (окалиной, кварцевым песком, глиноземом). Кислородно-флюсовая резка применяется как разделительная и как поверхностная. Для ее выполнения требуется специальная аппаратура.
Аппаратура для кислородно-флюсовой резки
Каждая установка для кислородно-флюсовой резки состоит из двух основных узлов: емкости для флюса (флюсопитателя) и ручного или машинного резака. Все флюсопитатели в зависимости от способа подачи флюса в резак делятся на инжекционные, вибрационные и с механической подачей флюса.
Флюсопитатель инжекционного типа. имеет инжекторно-регулирующее устройство, в которое поступает сжатый газ (кислород, воздух, азот), увлекающий флюс в резак. Флюсопитатель вибрационного типа снабжен вибрационным устройством, в которое из бачка поступает флюс, захватываемый затем струей сжатого газа и подаваемый в резак. Флюсопитатель с механической подачей флюса имеет шнековое устройство, благодаря которому флюс из бачка непрерывно подается в резак.
Практическое применение нашли следующие схемы подачи флюса (рис. 123).
Схема с двойной инжекцией флюса (рис. 123, а). По этой схеме, например, выполнена установка УРХС-3. Принцип работы схемы заключается в том, что флюс поступает из бачка в инжекторно-регулирующее устройство, к которому поступает кислород низкого давления, увлекающий флюс в резак. В головке резака также имеется инжектор, благодаря которому флюс засасывается режущим кислородом и, смешиваясь с ним, образует режущую струю.
Схема подачи флюса под высоким давлением (рис. 123, б). По этой схеме выполнена установка УФР-2 конструкции МВТУ им. Баумана. Отличие ее от первой схемы заключается в том, что флюс инжектируется из бачка непосредственно струей режущего кислорода, и дополнительный инжектор в головке резака не требуется.
Схема с механической подачей флюса (рис. 123, в) используется в установках, созданных на некоторых заводах для подачи флюса, состоящего из алюминиево-магниевого порошка, обладающего легкой воспламеняемостью. По этой причине подача такого флюса кислородом недопустима.
Схема с внешней подачей флюса (рис. 123, г). По этой схеме выполнены установки УРХС-4 и УРХС-5 конструкции ВНИИавтогенмаша. Принцип работы схемы состоит в том, что флюс из бачка инжектируется воздухом, азотом или кислородом низкого давления и поступает не в резак, а в порошковую головку, каналы которой расположены снаружи мундштука обычного универсального резака марки РР-53 или «Пламя». Газофлюсовая смесь, выходящая из отверстий (трубок) порошковой головки, инжектируется через пламя струей режущего кислорода и поступает в зону реакции горения металла.
На основании опыта эксплуатации различных установок в промышленности, можно сделать вывод, что наиболее экономичными, производительными и устойчивыми в работе являются установки с внешней подачей флюса.
Установка УРХС-4 с внешней подачей флюса предназначена для разделительной резки хромистых и хромоникелевых сталей, чугуна, меди и сплавов на медной основе. Схема этой установки показана на рис. 124.
Ацетилен через водяной затвор 14 и кислород из баллона 15 (возможна подача обоих газов как из баллонов, так и сети) через редуктор 16 поступают по шлангам в резак 1. Часть кислорода через тройник 11 направляется в дополнительный редуктор 12, откуда через вентиль 13 поступает в корпус флюсопитателя 10 и штуцер циклонной камеры 6, в которую по каналу 8 поступает также порошкообразный флюс из флюсопитателя 10. Струя кислорода, пройдя канал 7, засасывает флюс и подает его по шлангу 5 в резак, где флюс поступает через вентиль 2 и трубку 4 в сопла 3 головки резака и затем засасывается в струю режущего кислорода. По шлангу 9 подается кислород, который в резаке разделяется на режущий и подогревающий.
Установка УРХС-5 выполнена по той же схеме, что и УРХС-4, но отличается от нее в основном измененной конструкцией флюсоподающего устройства, допускающего подачу флюса одновременно к двум резакам при выполнении соответствующих операций машинной резки.
Для машинной резки, как и для ручной, применяются типовые машинные резаки с дополнительной приставкой для подачи флюса.
Кроме описанных установок для кислородно-флюсовой резки применяются также и другие, например, ПМР-1000 для машинной резки высоколегированной стали толщиной 300-1000 мм (в основном для обрезки прибылей) кислородом низкого давления.
Кислородно-флюсовая резка высокохромистых сталей
Кислородно-флюсовую резку хромистых сталей следует применять при содержании в них Сr более 5%.
Хромистые мартенситные и полумартенситные стали (СХ8, СХ12 и др.), обработанные в листах на высокую твердость, перед резкой, особенно при сложных контурах вырезаемых деталей, для исключения образования трещин целесообразно отпускать при температуре 300° С. Аустенитные хромоникелевые стали при высоких степенях наклепа в исходном состоянии (обычно после холодной прокатки) иногда подвергают смягчающей термической обработке.
Перед резкой листы выправляются и тщательно очищаются. Флюсы перед засыпкой во флюсопитатель должны просеиваться для отделения пыли (частиц меньше 0,1 мм) и от слишком крупных частиц (более 0,4 мм). Нельзя применять влажные флюсы и флюсы, длительное время находившиеся во флюсопитателе.
Резку следует начинать от края листа или от предварительно сделанного отверстия в необходимом месте листа. При толщине до 30 мм возможно прожигание отверстия тем же резаком. До начала резки осуществляют местный предварительный нагрев металла подогревательным пламенем до температуры воспламенения, причем в ряде случаев при подогреве используется кислородно-флюсовая струя, что сокращает время нагрева, но приводит к повышенному расходу флюса. Время предварительного нагрева при кислородно-флюсовой резке примерно такое же, как при обычной резке.
Режимы кислородно-флюсовой резки высокохромистых сталей отличаются от режимов резки углеродистой стали. Мощность подогревательного пламени должна быть большей, чтобы обеспечить подогрев частичек флюса до их воспламенения на небольшом расстоянии от мундштука. При недостаточной мощности подогревательного пламени частицы железного порошка загораются только на большом расстоянии от мундштука и сгорают неполностью, делая процесс резки неустойчивым. Обычно мощность подогревательного пламени берется на 15-25% больше, чем при резке низкоуглеродистых сталей.
Расстояние от режущего сопла до металла берется большим, чем при обычной резке, составляя 15-60 мм (в зависимости от толщины разрезаемого металла и применяемой аппаратуры), для того чтобы частицы флюса успели нагреться до температуры воспламенения. Этим одновременно уменьшается вероятность хлопков пламени, получающихся в результате отскакивания частиц флюса от обрабатываемого металла и засорения ими выходных отверстий подогревательного пламени и мешающих устойчивому процессу резки.
При разделительной резке резак устанавливается либо перпендикулярно поверхности металла, либо углом вперед, что дает хорошую поверхность реза, но применимо только при прямолинейных резах.
Давление кислорода при кислородно-флюсовой резке принимается примерно таким же, как и при обычной резке. Скорость кислородно-флюсовой резки высокохромистых сталей несколько ниже, чем при резке обычных сталей, и зависит от состава применяемого флюса. Наибольшую скорость получают при флюсах с большим количеством железного порошка.
Примерные режимы резки высокохромистых сталей на установке УРХС-4 приведены в табл. 25.
Влияние резки на свойства металла вблизи поверхности реза зависит от состава разрезаемой стали. Так, например, хромистые стали обычно вблизи поверхности реза приобретают структуру закалки; в этом случае рекомендуется местный или общий предварительный подогрев. Стали типа Х18Н9Т у поверхности реза имеют крупное зерно. Склонность к межкристаллитной коррозии металла у кромок реза по сравнению с основным металлом несколько повышается и обнаруживается (по исследованиям МВТУ им. Баумана) только в единичных случаях; при этом глубина распространения межкристаллитной коррозии ограничиваемся 0,3 мм.
Сварные швы, выполненные по кромкам после кислородно-флюсовой резки, имеют те же свойства, что и при сварке кромок после механической обработки.
Разделительная резка высокохромистых сталей может выполняться и по способу пакетной резки, причем в этом случае применение флюса позволяет снижать требования по подгонке листов по плоскостям и допускает большие зазоры.
Примеры деталей, вырезанных машинной разделительной резкой, приведены на рис. 125.
На некоторых предприятиях применяется кислородная резка высокохромистых сталей с дополнительным присадочным прутком из низкоуглеродистой стали, подаваемым подсобным рабочим в реакционное пространство. Этот метод позволяет осуществить только грубую разделку металла с большими припусками на последующую механическую обработку.
Резка чугуна, цветных металлов и сплавов
До разработки кислородно-флюсовой резки чугун резали специальными резаками с подогревом кислорода, вводя в режущую струю некоторое количество ацетилена, либо обычными резаками, выполняя рез через накладываемую сверху стальную полосу или наплавленный низкоуглеродистым электродом валик. При резке через стальную пластину или наплавленный валик сущность процесса резки приближалась к кислородно-флюсовой. Однако и в этом случае образующиеся при горении чугуна тугоплавкие окислы Si0 2 и особенно газы СО и С0 2 , снижающие чистоту кислорода, мешали нормальному процессу резки. Так, при резке чугуна толщиной 50 мм и при ширине реза 8-10 мм количество образующегося газа СО на 1 см длины реза таково, что чистота кислорода к нижней части реза остается не более 92-93%. При такой низкой концентрации кислорода в газе, реагирующем с металлом, температура воспламенения повышается, и металл не горит, а плавится и выдувается кислородной струей. Кислородно-флюсовая резка чугуна позволяет получать лучшее качество реза при флюсах, содержащих феррофосфор. Но и в этом случае рез получается хуже, чем при резке высокохромистых сталей, скорость резки уменьшается в два-четыре раза, а расход кислорода и флюса увеличивается соответственно в два-пять и два-четыре раза.
Газовая резка меди и сплавов на ее основе до разработки кислородно-флюсовой резки не применялась. В отдельных случаях для относительно тонких листов (до 12 мм) латунь удавалось разделять на части, комбинируя местное расплавление и выдувание расплавленного металла кислородной струей. Это была трудоемкая и дорогая операция. Поэтому для тонкого листового металла резку меди и сплавов на ее основе производили ножницами, а при больших толщинах - на станках или высверливанием и вырубанием перемычек.
При кислородно-флюсовой резке вводится большое количество дополнительного тепла за счет сжигания флюса, что компенсирует низкий тепловой эффект горения меди и сплавов на ее основе и усиленный теплоотвод в разрезаемый металл, имеющий место в связи с их высокой теплопроводностью. Однако и здесь необходим предварительный подогрев разрезаемого металла до 200- 400° С.
По сравнению с хромистыми сталями резка выполняется при еще более высоком расположении мундштука резака от поверхности разрезаемого металла (30-50 мм) с меньшими скоростями резки и с большим расходом материалов. Так, при резке меди и сплавов на ее основе скорость резки получается примерно такой же, как при резке чугуна (т. е. в два-четыре раза меньше скорости резки высокохромистых сталей), а расход флюса при резке латуни в четыре-восемь раз, а. при резке меди в 8-12 раз больше, чем при резке высокохромистых сталей.
Существует несколько распространенных методов резки цветного металлла, зависимо от вида и плотности изделия. Резка цветного металла проходит при высоких температурах. Если изделие нуждается в точности и идеальному краю - применяют механическую резку. Сюда же следует отнести зенкование, сверление металла, шлифование, токарную обработку и фрезерование.
Выделяют несколько популярных методов резки цветного металла, первого класса точности:
- резка болгаркой;
- рубка гильотиной.
Лазерная резка относится к передовым технологиям. Суть резки заключается в воздействии на металл лазерного луча. Большая концентрация энергии в нем, образует на металлическом листе отверстие, где часть материала испаряется, а часть расплавленного метала выдувается мощным потоком газов под высоким давлением.
Лазерная резка широко используется в фигурном кроении металлических листов. Она позволяет моделировать детали любой формы, края которых остаются идеально ровными, не требующими шлифовки. Способ исключает деформацию изделия, но подходит для малых толщин металла (до 5 мм).
Плазменная резка цветных металлов осуществляется при помощи смеси газов, что подаются под давлением. Как результат, происходит частичное выгорание, плавление и выдувание металла под напором газового потока. Данный метод резки проходит под воздействием высоких температур, достигающих 15000-20000 градусов Цельсия и применяется практически ко всем видам металла. Плазменная резка отличается высокой производительностью, она в разы быстрее лазерной, механической и гидроабразивной. После такой резки, края металла однородные, без неровностей и не требуют дополнительной обработки. Плазменная резка считается самым экономичным методом резки металла.
Плазменная резка широко используется для резки алюминия и его сплавов, меди, нержавейки.
Гидроабразивная резка универсальна и подходит практически для любого вида металла. В основе лежит смесь воды и абразивного песка, которая подается под напором через узкое сопло. Метод подходит для работы как с токопроводящими, так и с токонепроводящими материалами. Край среза ровный, не требует доработки. Толщина разрезаемого металла достигает 300 мм. Гидроабразивная резка идеально подходит для работы с алюминием, медью, латунью и бронзой. Иногда это единственный способ изготовить изделие из этих сплавов.
Ленточнопильная резка отличается высокой производительностью, а скорость ленточнопильного станка больше 100 мм в минуту. Место разреза ровное, не требует шлифовки. Недостатком этой резки является ограничение размеров отрезных деталей, так как учитывается длинна ленточнопильного станка.
Резка металла болгаркой популярный, но низко производительный. Используется для небольшого и среднего диаметра металлических изделий. На месте разреза могут образовываться окалины и окислы, не подходит для резки фигурных деталей. При резке алюминия большой плотности, на шов капают керосин. Здесь важно соблюдать все меры безопасности, чтобы не возникло возгорание.
Рубка цветного металла при помощи гильотины представляет собой набор ножниц и ножей, что используются в заготовительных работах. Метод не отличается ювелирной точностью, не используется для фигурной резки.
По физическим свойствам и назначению цветмет подразделяют на:
- легкие (магний, алюминий, титан);
- тяжелые (олово, никель, свинец);
- благородные (золото, серебро, платина);
- рассеянные;
- тугоплавкие;
- редкоземельные;
- радиоактивные.
Газопламенная обработка цветных металлов – это технологические процессы, которые связаны с воздействием высокотемпературного газового пламени на изделие. Другими словами, это сварка и резка. Зачастую в домашнем хозяйстве возникает потребность в сварке изделий.
Газовая сварка цветных металлов имеет свои особенности, которые стоит учитывать. Например, медь сильно окисляется, образовавшийся оксид снижает прочность и качество сварного шва. При работе с медью требуется обязательное использование флюсов, которые трансформируют образовавшиеся оксиды в легкоплавкие шлаки.
В промышленности же совсем другая технология сварки цветных металлов – микроплазменная сварка. Такая технология применяется для сваривания тонколистового металла толщиной менее 1 мм. Она используется во многих отраслях промышленности, и в ближайшие десятилетия альтернатива этой технологии вряд ли будет придумана.
Электроды для сварки цветных металлов имеют множество разновидностей. Например, электроды для сварки алюминия и его сплавов, для сварки алюминия технической чистоты, для сварки бронзы и жаростойких сплавов, для сварки и наплавки меди, никелевых сплавов и многие другие.
Резка цветных металлов – быстро или качественно?
Резка цветных металлов проводится несколькими основными способами, в зависимости от типа металла и качества реза. К первому классу точности относятся механическая, лазерная, гидроабразивная резка, ко второму – газовая и плазменная резка. Идеальные края реза и высокую точность смогут обеспечить механические методы резки: фрезерование, сверление, зенкование, шлифование, токарная обработка и другие.
Но наиболее передовым способом является лазерная резка цветного металла. Под действием энергии лазерного луча на поверхности листа образуется отверстие, а расплавленный металл выдувается газовой смесью высокого давления. Такой метод резки отличается отсутствием деформации и возможностью создания профиля высокой сложности.
Такой способ можно использовать для проката толщиной не более 20 мм. Если для заказчика главное – экономия средств, и он не предъявляет высоких требований к точности и допускам изготовления деталей, то идеальный вариант – газовая резка.
Пайка цветных металлов – создаем качественные швы
Еще один немаловажный технологический процесс – это пайка цветных металлов . Создание неразъемных соединений производится с помощью нагрева более легкоплавкого металла (припоя) до его расплавления, и он заполняет зазор между соединяемыми элементами.
Виды пайки различаются в зависимости от того, каким способом производился нагрев: газовая, пайка погружением в соляную ванну, электрическая, ультразвуковая. Информации много, но наглядно упорядочить этот сумбур поможет предложенное видео, цветные металлы после этого перестанут быть чем-то далеким и непостижимым.
При обработке такого материала, будь то наплавка, резка, сварка или пайка, всегда следует соблюдать правила техники безопасности. Должны быть приняты меры для предотвращения ожогов, поражения электрическим током, взрывов и утечек газовых смесей, выброса расплавленных металлов и солей, пагубных действий излучения.
Лазерная резка металла основана на применении сфокусированного лазерного луча , обычно управляемого компьютером. Лазерный луч характеризуется направленностью, монохроматичностью и когерентностью. Свойства лазерного луча позволяют сфокусировать его на малый участок материала и создать высокую плотность энергии, достаточную для разрушения этого материала.
Резка металлов и сплавов
При воздействии луча лазера металл нагревается и начинает плавиться. Дальнейший нагрев приводит к увеличению температуры до точки кипения и испарению металла. Резка металлов и сплавов может осуществляться как плавлением, так и испарением. На практике чаще применяется плавление, поскольку для испарения требуется более высокая мощность лазера.
В процессе резки в обрабатываемую зону подается под давлением газ, что позволяет увеличить толщину обрабатываемого металла, увеличить скорость резки и сократить затраты энергии. В настоящее время для лазерной резки применяют воздух, кислород, азот или инертный газ . Кислород, применяемый при лазерной резке, вызывает окисление металла, снижая отражение лазерного луча, образует дополнительную теплоту за счет горения металла в кислороде и выдувает из области реза расплавленный металл и продукты горения.
Способы лазерной резки
Существуют два способа лазерной резки. Для металлов, которые воспламеняются ниже точки горения (титан и низкоуглеродистая сталь), плавление осуществляется за счет теплоты горения металла . Металлы, которые образуют тугоплавкие оксиды и не горят до плавления (алюминий, медь, высокоуглеродистые стали), режутся плавлением и удалением жидкого металла струей газа .
Виды лазеров
В установках лазерной резки применяются твердотельные, газовые, щелевые и газодинамические лазеры
. В твердотельных лазерах в качестве рабочего тела используется рубин, неодим, неодимовое стекло, алюмоиттриевый гранат. Твердотельные лазеры
имеют невысокую мощность (от 1 до 6 кВт) и длину волны от 0,7 до 1 мкм. Применяют лазеры в непрерывном и импульсном режимах
излучения. Импульсный режим позволяет снизить потребление энергии.
В газовых лазерах рабочим телом является смесь газов (углекислого газа, гелия и азота). Возбуждение газа осуществляется электрическим разрядом. Мощность газовых лазеров достигает 20 кВт. В щелевых лазерах накачка осуществляется высокой частотой, благодаря чему увеличивается устойчивость разряда. Щелевая конструкция обеспечивает лучший отвод тепла от активной среды лазера. Наиболее эффективны щелевые газовые СО2 лазеры. В щелевых лазерах используется непрерывный и частотно-импульсный режим излучения . Углекислотные лазеры работают на длине волны около 10 мкм.
Принцип действия газодинамических лазеров основан на испускании газом когерентного излучения при охлаждении газа, нагретого до температуры от 1000 до 3000 К и выходящего из сопла со сверхзвуковой скоростью. Газодинамические лазеры позволяют получить максимальную мощность более 150 кВт.
Для резки металлов в основном применяются твердотельные лазеры , так как на длине волны твердотельного лазера металлы имеют максимальное значение поглощения. Углекислотные лазеры подходят для обработки почти любых материалов: и металлов, и неметаллов. Лазерная резка металла производится на установках мощностью от 500 Вт, а для резки цветных металлов необходима мощность установки от 1 кВт.
Лазерная резка стали
Лазерная резка стали углеродистых сортов осуществляется с применением кислорода.
За счет реакции металла с кислородом выделяется более чем в 3 раза больше тепла, чем от самого излучения лазера. При резке с кислородом получается высокое качество реза. Резка листовой стали
на малых скоростях может вызвать перегрев и неуправляемое горение металла за зоной резки, что приводит к увеличению ширины и шероховатости реза. В некоторых случаях (вырезка отверстий малого диаметра) резка стали осуществляется с применением вместо кислорода инертных газов.
Резка нержавеющей стали лазером отличается зашлаковыванием реза легирующими элементами и образованием тугоплавких оксидов. Оксиды имеют низкую текучесть и трудно выводятся из зоны резки. Поэтому лазерная резка нержавеющей стали, особенно хромоникелевых и высокохромистых сортов, производится при подаче в зону резки азота под высоким давлением.
Лазерная резка меди
Лазерная резка меди, а также резка латуни, алюминия и его сплавов имеет ряд особенностей. Эти металлы имеют высокую теплопроводность и низкую поглощающую способность к лазерному излучению длиной волны углекислотного лазера. Резка этих металлов производится твердотельными лазерами высокой мощности. Резка меди производится для листов небольшой толщины (до 2 мм) лазером, работающем в импульсно-периодическом режиме. Лазерная резка латуни дает пористую шероховатую поверхность реза с гратом на нижней кромке, причем при большой толщине листа качество поверхности становится хуже.
Режим лазерной резки
Ширина реза, качество резки и другие параметры зависят от режима работы лазерной установки. Режим лазерной резки определяют мощность излучения, скорость резки, диаметр сфокусированного пятна, тип применяемого газа и его давление. Кроме того, импульсный режим характеризуется частотой повторения и длительностью импульсов и средней мощностью излучения.
Преимущества и недостатки лазерной резки
Лазерная резка металла обеспечивает ряд преимуществ, позволяющих сделать выбор в его пользу:
- способность к резанию любых материалов;
- получение качественных и узких резов;
- минимальные деформации материала;
- высокая точность;
- невысокая цена лазерной резки металла при высоком качестве;
- высокая степень автоматизации.
К недостаткам метода лазерной резки металла можно отнести тот факт, что лазерная резка листового металла имеет ограничение по толщине листа (до 40 мм) , а также высокую стоимость самого оборудования и его обслуживания.
