Лазерная или плазменная резка металла - что лучше?

В условиях промышленного производства, если рассматривать совокупность таких характеристик, как качество кромки и производительность, конкурируют два вида резки металла — плазменная и лазерная. Но в каждом случае, в зависимости от особенностей всего технологического цикла, выбирают какой-то один способ раскроя.

Сравнение качества реза

Если говорить о качестве кромки с точки зрения физики процесса, лазерная резка металла предпочтительней из-за меньшей, чем у дуги, конусности луча. На формирование плазменной струи также влияет состояние сопла и электрода, которые относятся к расходным материалам и выдерживают всего несколько часов непрерывной работы.

Конусность и отклонение от вертикали производители высокоточных плазменных установок сводят к минимуму за счет:

  • регулировки наклона резака;
  • изменения напряжения дуги в зависимости от износа электрода;
  • выбора оптимальной высоты плазмотрона над поверхностью детали.

И если не принимать в расчет большую шероховатость поверхности, резка прямых и криволинейных линий (с радиусом кривизны не менее толщины листа) обоими способами проходит практически с одинаковым качеством.

Эти приемы не работают при изготовлении отверстий и контуров малых размеров — сказываются ограничения, которые зависят от ширины реза и особенностей поведения плазменной дуги.

Лазерная резка металла

Ограничения

Диаметр у плазменной дуги больше, чем у лазерного луча (0.8-2.5 мм против 0.2-0.37 мм), поэтому внутренние углы получаются более скругленные. Искажения геометрии контуров происходят также из-за того, что поток раскаленного газа, в отличие от луча, продолжает какое-то время двигаться по инерции в том же направлении, отставая от изменения положения сопла. То есть, отклоняется в противоположную сторону.

Кроме того, при работе плазматрона по близко расположенным линиям реза в пределах детали, происходит перегрев металла, вплоть до деформации или выжигания стенки. Поэтому минимальное расстояние между рабочими зонами дуги закладывают от 2.5 мм, у лазера — от 0.5 мм.

Размер пятна и конусность влияют на минимальные диаметры отверстий с ровными стенками, которые можно прожечь в металле. Эти величины не абсолютные, и зависят от толщины детали (S):

  • для лазера — d = (0.3÷0.4)·S
  • для плазменной дуги — d = (0.9÷1.4)·S.

Есть также у существующего оборудования технологический предел по толщине металла: для лазерных установок — 40 мм, для плазменных — 150 мм.

Производительность и энергопотребление

Для резки прямых линий и простых контуров плазменное оборудование более производительное, чем лазерное. Его применение целесообразно при выполнении следующих условий:

  • одинаковая мощность;
  • отсутствие высоких требований к шероховатости поверхности;
  • толщина листа — более 6 мм.

Лазерные установки эффективнее, когда кроят тонколистовой металл при изготовлении больших партий, а у деталей сложный контур с радиусами малой кривизны. Как аргумент может также выступать более чистая поверхность кромки: без малейшей окалины и с шероховатостью в пределах 1.25÷2.5 мкм (против 6.3÷12.5 мкм).

Плазменная резка металла

При одинаковых условиях (мощность, скорость, толщина металла до 6 мм), энергопотребление обоих типов установок приблизительно одинаковое. Но использование высокоскоростного лазерного оборудования, для изготовления такого же количества деталей, увеличивает энергозатраты приблизительно в 3-4 раза. Такое же соотношение действует, если режут лист толщиной более 8 мм.

В заключение о стоимости оборудования и эксплуатации

Даже для резки тонколистового металла стоимость лазерной установки выше, а с учетом высокоточной координатной системы, цена увеличивается в 3-4 раза. Но для эксплуатации плазменного оборудования требуются расходные материалы (сопла и электроды), хотя их замена и не связана со сложными операциями. Заказать услуг лазерной резки можно в компании «КиТСН», как отдельно, так и в комплексе с гибкой, сваркой и покраской.