Резка цветных металлов. Сварка цветных металлов – как не испортить дорогие коммуникации? Аппаратура для кислородно-флюсовой резки

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.

"А-Завод" оказывает услуги по лазерной резке металла на выгодных для клиентов условиях. Если Вам необходима лазерная резка металла в Москве, наши специалисты проведут необходимые работы в оптимальные сроки и на высоком уровне. Стоимость лазерной резки металла не зависит от размера партии, а определяется временем работы оборудования.

Лазерная резка цветных металлов не похожа на аналогичную обработку углеродистой стали. Это обусловлено тем, что в виду своей высокой теплопроводности они обладают низкой способностью поглощать лазерную энергию, что создает определенные трудности при их обработке.

Компания «МеталлПроцесс» предлагает воспользоваться услугами по лазерной резке различных цветных металлов на современном оборудовании «TRUMPF».

Особенности резки цветных металлов лазером

Чтобы получить высококачественную поверхность реза и избежать появления грата (образовавшиеся заусенцы, в виде застывших капель) очень важно правильно соблюдать все технологические режимы процесса.

Так для резки алюминия и сплавов на его основе обязательно использование газовой среды азота или кислорода. Газ выбирается в зависимости от толщины материала. Он необходим для выдувания из полости реза образовавшегося расплавленного металла.

В отличие от алюминиевых, для резки сплавов на основе меди используют твердотельные лазеры. Получение необходимой шероховатости реза обеспечивают импульсным режимом работы излучателя.

Преимущество лазерной технологии

По сравнению с традиционными методами, применение лазерной резки позволяет значительно повысить эффективность изготовления различных деталей. Среди основных достоинств можно выделить:

  • Высокоточное соблюдение заданных геометрических размеров. Возможность получения партии заготовок с идентичными параметрами и сложного контура.
  • Благодаря точечному воздействию тепловой энергии не происходит коробление заготовки. Это позволяет резать очень тонкие металлические листы.
  • Материал в процессе обработки не подвергается внешнему механическому воздействию. Это дает возможность обрабатывать легкодеформируемые заготовки.
  • Высокое качество поверхности реза. Нет необходимости применять механическую обработку для ее зачистки.
  • Высокая скорость резки.
  • Возможность получения отверстий очень маленького диаметра.
  • Полная автоматизация. Благодаря этому к минимуму сведено участие человека в процессе.
  • Минимальные отходы.

Резка лазером цветных металлов в «МеталлПроцесс»

Большая мощность нашего оборудования позволяет нам производить резку лазером в Москве цветных металлов толщиной:

  • алюминий и сплавы на его основе – 20 мм;
  • медь и сплавы на ее основе – 10 мм.

Основные моменты нашей работы:

  1. Использование собственных материалов;
  2. Доставка изготовленных деталей заказчику;
  3. Конкурентные цены;
  4. Для изготовления достаточно эскиза детали в любом графическом формате.

Ограничение! Минимальная стоимость заказа – 5000 рублей.

Чтобы уточнить цену на наши услуги заполните форму на нашем сайте или позвоните по телефонам

Цены на резку цветного металла,руб. за метр реза.

Цена указана за рез Rz40.

Материал/Толщина

Более 20мм

Латунь, медь
Титан
Дюраль, алюминий

Минимальная сумма заказа 5000 руб., без учета стоимости материала.

Все цены указаны, включая НДС.

Многие виды цветных металлов, обладая несомненными преимуществами, есть достаточно капризным для резки. Под резкой понимается отделение требуемой части, т. е определенной заготовки, от цельного материала. Различают классические виды резки — механическая, с помощью режущих инструментов, и термическая резка. Термическая – резка металла при помощи нагрева: кислородная, плазменная, лазерная. А также инновационная технология — . Цветные металлы, такие как алюминий, его сплав дюраль, медь, латунь, титан плохо поддаются механической резке из-за их значительной теплопроводности и вязкости.

Плюсы метода гидроабразивной резки

Из термической резки наиболее востребована — газокислородная. Но большинство цветных металлов такому способу резки не поддаются. Плазменная резка способна обрабатывать цветные металлы, но, будучи термической, она лишает цветные металлы их специальных физико-технологических свойств. Лазерная резка это более современный метод, но не все цветные металлы ей по плечу, например: алюминий и титан имеют сильные отражательные свойства, поэтому силы лазера попросту недостаточно для всей толщины металла.
Гидроабразивная резка — это метод резки, которому подвластны все материалы. Суть метода заключается в обработке заготовки тонкой, подобной волосу, струей воды под огромным давлением с добавкой абразивного материала (гранатовый песок). Технология гидроабразивной резки является точнейшим и качественнейшим способом резки цветных металлов и не только.
Она обладает огромными достоинствами:

  • Отсутствует термическое воздействие на металлы, так как рабочая температура реза (60-90 ºС);
  • Коэффициент расхода материала очень маленький;
  • Обрабатываемая толщина материалов может равняться 200 мм;
  • Предусматривается обработка тонколистовых металлов, собранных в пакет из пару слоев, что позволяет во много раз повысить производительность;
  • Контуры реза могут быть любыми, даже очень замысловатыми;
  • Процесс выполняемых работ достаточно безопасный, так как не применяются воспламеняющиеся и взрывоопасные материалы;
  • Высокая степень экологичности;
  • Качество полученной поверхности очень часто не нуждается в дополнительной мехобработке.

Ей поддаются все металлы, и достаточно отражающие или сверхтвердые, и биметаллы, и композитные материалы. Медь, алюминий, дюраль, латунь, титан – все эти и многие другие металлы без проблем обрабатываются подобным методом резки, которая нынче является одной из наиболее прогрессивных. Гидроабразивная резка нашла широкое применение в авиации и космической промышленности, так как она дает возможность резать сверхтвердые материалы, такие как титан и другие композитные материалы.

Применение цветных металлов

Без цветных металлов невозможно представить ни одну отрасль промышленности. Возьмем титан. Он отличается от прочих конструкционных материалов высокой удельной прочностью при своей легкости и жаропрочностью, при этом имея отличную коррозионную стойкость. Поэтому большая его часть идет на потребу авиации, ракетной техники и морского судостроения, а биологическая безвредность делает его прекрасным материалом для пищевой отрасли и восстановительной хирургии. По своему применению в качестве конструкционного материала титан стоит на 4-ом месте, уступая свои позиции алюминию, Fe и Mg.
Благодаря своим неоспоримым полезным свойствам – легкости, стойкости к воздуху и органическим кислотам – алюминий и дюралюминий(сплав с медью, магнием и марганцем) обширно применяется в технике. Алюминий достойный конкурент меди в электротехнической сфере. Без него не может обойтись химическая и пищевая отрасль. Дюралюминий незаменим в радиотехнике, в строительстве. Классически без дюраля мы не представляем самолетостроение – из-за своего сочетания прочности и легкости.
Медь и электротехническая отрасль – это неразрывное понятие. Она имеет ряд ценных качеств: высокую электро- и теплопроводность, коррозионную стойкость и другие. Благодаря ним она используется в радиоэлектронике и приборостроении. Ее сплав – латунь — по сравнению с медью имеет высшую прочностью, и более широко применяется в машиностроении.

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.

 

Возможно, будет полезно почитать: