В последние годы технология лазерной резки захватила обрабатывающую промышленность благодаря своей высокой эффективности, точности и производительности. В настоящее время производители используют лазерную технологию для резки и формовки большинства типов металлов, включая мягкую сталь, алюминиевый сплав, нержавеющую и оцинкованную сталь и т. д.
Среди других материалов, которые можно резать лазером, пластины и трубы из углеродистой стали выделяются благодаря их широкому использованию в производстве и строительстве.
Мы подготовили это исчерпывающее руководство, чтобы предоставить вам подробную информацию о лазерной резке пластин из углеродистой стали. Мы рассмотрим все, от основ технологии лазерной резки до факторов, влияющих на качество кромки.
Итак, если вы новичок в мире лазерной резки или хотите усовершенствовать свои навыки, это руководство станет ценным ресурсом для освоения искусства резки углеродистой стали.
Что такое лазерная резка?
Как следует из названия, лазерная резка — это производственный процесс, при котором листовой металл разрезается с помощью лазера. В этом процессе металлическая заготовка помещается в станок для лазерной резки, в котором высокоинтенсивный лазерный луч плавит, испаряет и разрезает материалы.
По сравнению с обычными процессами резки, процесс лазерной резки отличается высокой точностью и точно вырезает все типы металлов, включая алюминиевые сплавы и листы из мягкой и углеродистой стали. Именно поэтому лазерные технологии значительно набирают популярность.
Система лазерной резки может иметь волоконную или CO2-технологию на основе среды, используемой для генерации и распространения волоконного лазера. Волоконные лазеры более распространены в секторе лазерной резки.
Каковы характеристики углеродистой стали?
Углеродистая сталь представляет собой сплав железа, содержащий углерод в качестве основного легирующего элемента. Содержание углерода колеблется от 0% до 05%, где более высокий процент указывает на большую твердость и прочность.
Некоторые из ключевых свойств углеродистой стали включают ее высокую прочность на растяжение, хорошую обрабатываемость и способность подвергаться термообработке для повышения твердости. Его также относительно легко сваривать и формировать в различные формы, что делает его универсальным материалом в производстве.
Типы углеродистой стали, обычно используемые в промышленности
В зависимости от процентного содержания углерода существует несколько типов углеродистой стали. Некоторые из распространенных, используемых производителями, включают в себя:
- Низкоуглеродистая сталь содержит до 0.30% углерода и используется в тех случаях, когда требуется хорошая формуемость и свариваемость. Будучи пластичным, этот тип стали используется для изготовления труб и клапанов.
- Среднеуглеродистая сталь содержит от 0.30% до 0.60% углерода и используется, когда требуется более высокая прочность и износостойкость. Его обычное применение - механические детали, такие как коленчатые валы и железнодорожные пути.
- Высокая углеродистая сталь содержит от 0.60% до 2.0% углерода и используется для приложений, требующих высокой прочности и твердости, таких как режущие инструменты и пружины.
| Тип углеродистой стали | Содержание углерода | Промышленные сорта | Приложения |
| Низкоуглеродистая сталь | 0.05% - 0.30% | А36, АСТМ 1010, 1020 | Строительство зданий, сварка, механообработка |
| Средняя углеродистая сталь | 0.30% - 0.60% | ASTM A229, 2029 г. | Шестерни, валы, оси, детали машин |
| Высокая Сталь углеродистая | 0.60% - 2.00% | 1095, A440 | Ножи, лезвия, режущие инструменты, пружины, машины |
Как содержание углерода влияет на свойства стали?
Поскольку основное содержание в этом сплаве железа составляет углерод, то от него в конечном счете зависят все механические свойства. Вышеупомянутое визуальное изображение напряжения-деформации изображает это поведение.
С увеличением содержания углерода сталь становится тверже и прочнее, но при этом повышается и ее хрупкость. Кроме того, высокое содержание углерода снижает свариваемость и пластичность стали, что затрудняет работу с ней.
И наоборот, более низкое содержание углерода увеличивает формуемость стали, но снижает ее твердость и прочность. Однако, когда содержание углерода находится в среднем диапазоне, материал является наиболее сложным, т.е. он обладает высокой прочностью, а также пластичностью.
Как работает лазерная резка углеродистой стали?
Лазерная резка углеродистой стали работает по тому же принципу, о котором мы упоминали ранее в разделе о лазерной резке. Лазерный луч попадает на поверхность углеродистой стали и нагревает материал до такой степени, что он плавится и испаряется, создавая узкий чистый разрез.
Процесс резки контролируется с высокой точностью с помощью программного обеспечения САПР, что позволяет легко вырезать сложные и сложные формы. Тип и мощность станка для лазерной резки зависит от толщины разрезаемого металлического листа.
Факторы, которые могут повлиять на качество лазерной резки листов и труб из углеродистой стали
Качество лазерной резки зависит от множества факторов. Некоторые из ключевых факторов, которые необходимо контролировать, включают следующее:
Толщина материала и диаметр трубы:
Толщина металлического листа и диаметр трубы являются основными факторами, влияющими на качество резки. Более толстые материалы требуют большей мощности лазера и меньшей скорости подачи, в то время как более тонкие материалы требуют меньшей мощности и большей скорости подачи.
Кроме того, станки для резки волоконным лазером имеют ограничения по толщине. Большинство из них могут резать до толщины стенки 2.75 дюйма. То же самое и с диаметром трубы. Наш станок для резки труб с волоконным лазером может диаметр трубы 19.69 дюйма.
Мощность лазера:
Мощность лазера определяет интенсивность луча и может влиять на качество резки. Более высокая мощность лазера может работать с более высокими скоростями резки и обеспечивать лучшее качество кромки. Однако это может быть неприемлемо, если листовой металл превышает определенную толщину.
Скорость подачи:
Скорость подачи — это скорость лазера поперек материала. Это может повлиять на качество резки, контролируя количество выделяемого тепла. Более высокие скорости подачи могут привести к более высокой скорости резания, но они также могут снизить качество резки.
Фокус:
Фокусировка лазерного луча может повлиять на качество реза. Правильно сфокусированный луч обеспечивает чистый, точный и равномерный рез, в то время как несфокусированный луч может привести к более широкому пропилу и ухудшению качества кромки.
Выбор газа:
Кислород, азот и сжатый воздух обычно используются в качестве вспомогательных газов для лазерной резки углеродистой стали. Однако подходящий газ выбирается в зависимости от толщины материала и типа углеродистой стали. Как правило, кислород используется при лазерной резке мягкой стали.
Давление воздуха:
Давление воздуха, используемое для подачи вспомогательного газа, также влияет на лазерную резку. Слишком сильное давление может вызвать деформацию или окисление материала, а слишком слабое давление может привести к неполному резу или ухудшению качества кромки.
Каковы преимущества лазерной резки углеродистой стали?
Лазерная резка — это передовой процесс, который предлагает множество преимуществ по сравнению с традиционными методами резки. Вот некоторые из ключевых:
- Лазерная резка обеспечивает точные разрезы с жесткими допусками, что позволяет создавать сложные формы и конструкции.
- Это метод быстрой резки, позволяющий быстро и эффективно прорезать толстые материалы.
- С помощью станка для резки волоконным лазером мы можем резать широкий спектр материалов, включая углеродистую сталь, нержавеющую сталь, алюминий и пластик.
- Сфокусированная лазерная резка дает чистые, гладкие края, которые требуют минимальной обработки. Таким образом, снижается потребность в дополнительной обработке.
- Поскольку лазер направлен точно на целевую область, в процессе резки образуется незначительное количество отходов. Это дополнительно снижает материальные затраты и повышает эффективность.
- Лазерная резка может быть полностью автоматизирована, что снижает трудозатраты и повышает производительность.
- Несмотря на первоначальные вложения в оборудование, резка волоконным лазером может быть рентабельной в долгосрочной перспективе благодаря точности, скорости и сокращению отходов.
- Лазерные резаки не выделяют каких-либо значительных дымов или выбросов, что делает этот метод резки более экологически безопасным по сравнению с традиционными методами резки.
- Станки для лазерной резки производят минимальный шум и вибрацию, что снижает риск травм и усталости рабочих.
Распространенные проблемы в процессе лазерной резки
Лазерная резка не всегда дает идеальные результаты, как другие производственные процессы. Иногда могут возникать некоторые проблемы, приводящие к дефектам листового металла.
Вот список некоторых распространенных проблем, с которыми вы можете столкнуться в процессе лазерной резки:
Широкий разрез внизу
В некоторых случаях вы заметите, что сделанный разрез шире, а линия тяги смещена (см. рисунок выше). В этом случае либо мощность лазера и давление воздуха установлены слишком низко, либо скорость подачи и фокусировка установлены слишком высоко. Сбросьте эти параметры, чтобы устранить проблему.
Капающий заусенец с нижней поверхности
Когда скорость подачи и фокусировка установлены на высоком уровне, поверхность стальной пластины будет натирать поверхность, как пуля. Вы заметите, что он капает по нижней поверхности. Вы можете увеличить фокус и скорость подачи, чтобы решить эту проблему.
Удаляется только верхняя часть листового металла
Если параметры не выбраны в соответствии с толщиной листового металла, операция резки не выполняется успешно, что приводит к незавершенной операции резки. В этом случае вам необходимо снизить скорость подачи и увеличить мощность лазера.
Резка дает шероховатую поверхность
В некоторых случаях полученной поверхности не хватает точности. Это может быть вызвано несколькими причинами, в том числе поврежденным соплом, высоким давлением воздуха или плохой обработкой поверхности металлической пластины. Чтобы устранить проблему, вы можете попробовать уменьшить давление воздуха, заменить сопло или очистить металлическую поверхность.
Как подготовить пластины и трубы из углеродистой стали к лазерной резке?
Вот пошаговое руководство по подготовке пластин из углеродистой стали и медных труб к лазерной резке:
Шаг 1: Очистите материал
Поместите металлический лист в безопасное место и удалите с поверхности грязь, масло или другие загрязнения. Для этого можно использовать растворитель или обезжириватель.
Шаг 2: Удалите поверхностные покрытия
Если на металлической пластине есть поверхностные покрытия, например, краска или ржавчина, удалите их перед операцией лазерной резки. Вы можете удалить эти покрытия химическим растворителем или механическими методами, такими как шлифовка или пескоструйная обработка.
Шаг 3: Сгладьте материал
Металлический лист должен быть плоским, чтобы лазер попадал точно. Таким образом, было бы полезно, если бы вы убедились, что материал ровный и не имеет каких-либо деформаций или искажений. Этого можно добиться с помощью ролика. Этот шаг не относится к металлической трубе, но вы должны убедиться, что она плоская.
Шаг 4: Закрепите материал:
Как только металлическая пластина или трубка будут очищены и готовы к заводским настройкам, закрепите их на станине для резки, чтобы ограничить их движение при резке. Вы можете использовать зажимы или магниты, что бы ни помещалось в эту машину.
Применение лазерной резки углеродистой стали
Лазерная резка используется для резки углеродистой стали, которая находит широкое применение в самых разных отраслях, от аэрокосмической и автомобильной до строительства и рекламной индустрии. Вы можете обратиться к таблице 2, чтобы увидеть применение лазерной резки в различных отраслях промышленности.
| Автопромышленность | Приложения |
| Аэрокосмическая индустрия | Листовой металл, трубы и композитные компоненты |
| Автомобильная | Выхлопные системы, кузовные панели, рамы |
| Строительство | Стальные листы, трубы и балки для зданий, мостов, туннелей |
| Энергия | Теплообменники, турбины, трубопроводы |
| Медицинские приборы | Хирургические инструменты, имплантаты, диагностическое оборудование |
| Signage | Резка и гравировка металла для вывесок и дисплеев |
| Нефть и газ | Компоненты для нефтяных вышек, трубопроводов и резервуаров для хранения |
| Сельское хозяйство | Комплектующие к сельхозтехнике и технике |
| Обработка металлов | Резка, сверление, сварка и формовка металла для различных промышленных целей. |
| судостроение | Компоненты для кораблей и лодок |
Качественные лазерные резаки для резки углеродистой стали
Качество станка для лазерной резки может сыграть решающую роль в достижении желаемых результатов при резке листов и труб из углеродистой стали.
Мы в Baison Laser разрабатываем высококачественные станки для лазерной резки, которые могут точно листового металла трубы. Даже, наш лазерная резка листового металла начального уровня машина имеет точность позиционирования ± 0.05 мм / м.
Аналогично имеем станки для лазерной резки труб, которые способны с большой точностью резать трубы любой длины и большого диаметра.
Как получить идеальные разрезы с помощью лазерного резака？
Чтобы получить максимальную отдачу от лазерной резки, важно соблюдать следующие инструкции:
Подготовьте материал
Лазерный луч попадает на лист металла, чтобы разрезать его. Таким образом, если сама заготовка имеет плохую поверхность, лазер не будет эффективно резать, в результате чего поверхность резки будет шероховатой. Итак, необходимо подготовить материал перед его раскроем.
Выберите правильный вспомогательный газ:
Выбор вспомогательного газа может повлиять на качество резки и скорость процесса. Кислород часто используется для более толстых материалов, а азот — для более тонких.
Оптимизируйте путь разреза:
Используйте программное обеспечение для оптимизации траектории резки с учетом формы и толщины материала. Это может помочь свести к минимуму количество разрезов и сократить количество отходов.
Убедитесь в правильности настроек машины:
После того, как все этапы подготовки и очистки выполнены, правильно установите мощность лазера, скорость и фокусировку для разрезаемого материала. Это можно сделать с помощью панели управления машины или системы или программного обеспечения.
Заключение
Лазерная резка является высокоэффективным методом резки листов и труб из углеродистой стали. Хотя этот метод кажется сложным, мы считаем, что это руководство помогло бы вам понять основы лазерной резки. При оптимизации процесса лазерной резки важно учитывать такие факторы, как толщина материала, мощность лазера, скорость подачи, фокус и давление воздуха.
Байсон лазер является одним из первых производителей лазерные станки. Мы разработали линейку станков для резки волоконным лазером для резки любого листа или трубы.
Если вы ищете комплексное решение для ваших потребностей в резке, вы можете протестировать нашу продукцию. Контакты сейчас, чтобы получить предложение или индивидуальную помощь от наших экспертов.
