Технология лазерной резки металла

Среди существующих технологий лазерная резка металла является наиболее эффективной и экономичной. Она подразумевает нагревание и деформацию участка материала посредством лазерного луча.

Суть процесса

В отличие от светового луча, лазерному лучу присущи следующие свойства:

направленность;
когерентность;
монохроматичность.

Благодаря первому свойству – направленности – мощность лазерного луча сосредотачивается на относительно небольшом участке. Поэтому по направленности он превышает луч прожектора.

Лазерный луч обладает установленной длиной волны и частотой. Это облегчает его фокусировку оптическими линзами.

Лазерному лучу присуща высокая степень когерентности – слаженное течение во времени нескольких волновых процессов. Когерентные колебания провоцируют резонанс, который увеличивает мощность излучения.

Все перечисленные свойства позволяют лазерному лучу сосредоточиться на небольшой поверхности материала и сформировать на ней плотность энергии, необходимую для нагрева и деформации материала.

Описание технологии

Применение лазерной резки металла характеризуется впитыванием и отражением излучения, распределением впитанной энергии по объему материала, благодаря теплопроводности и пр., а также другими особенностями.

На участке влияния лазерного луча металл подвергается нагреву и достигает первой температуры деформации – плавления. Во время последующего поглощения излучения происходит расплав металла, и фазовый рубеж – плавление мигрирует вглубь материала. Результат энергетического влияния лазерного луча – увеличение температуры, которая может достигать второй температуры деформации – кипения. Тогда материал подвергается активному испарению.

Известны два механизма лазерной резки – плавление и испарения. Услуги лазерной резки металла испарением предполагают высокие энергозатраты, и используются лишь для тонкого металла. Поэтому зачастую резку производят плавлением. Чтобы свести к минимуму энергозатраты, увеличить толщину обрабатываемого металла и скорость резки, используют вспомогательный газ. С помощью оборудования для лазерной резки металла он вдувается в зону реза, чтобы ликвидировать продукты деформации металла. В качестве вспомогательного газа используют кислород, воздух, азот или инертный газ. Такая резка получила название газолазерная.

Разновидности лазеров

Зачастую лазер состоит из трех узлов. Это:

Источник энергии (механизм или система накачки).
Активное тело, подвергаемое накачке и вынужденному излучению.
Оптический резонатор (система зеркал), увеличивающий вынужденное излучение активного тела.

Для резки используют следующие виды лазеров:

твердотельные;
газовые;
щелевые;
газодинамические.

Лазерные комплексы для резки металла имеют компьютерное управление, что делает работу операторов простой и удобной.