Плазменная и лазерная резка по металлу представляют собой два популярных метода обработки металлов и других материалов. В этом материале мы рассмотрим различия между ними, чтобы помочь вам выбрать наиболее подходящий метод для производственных нужд или работы в мастерской.

Особенности лазерной и плазменной резки металла

Эти два способа резки зачастую считаются самыми современными и действенными, применяемыми в различных сферах от автомобилестроения до производства металлоконструкций. Каждый из них имеет свои уникальные особенности, плюсы и минусы, причем они скорее дополняют, нежели конкурируют друг с другом.

Плазменная резка

Плазменная резка базируется на применении ионизированного газа, известного как плазма. В этой технологии газ, чаще всего азот, кислород или аргон, нагревается до экстремально высоких температур около 20 000°C, превращаясь в плазму. Под действием электрической дуги он разрезает металл по линии реза.

Лазерная резка

Лазерная резка использует в качестве инструмента узко направленный лазерный луч, характеризующийся высокой интенсивностью и четкой длиной волны. Удаление продуктов сгорания осуществляется с помощью газового потока.

Выбор толщины и типа металла

Обе методики позволяют резать разнообразные металлы, включая сталь различных видов, цветные и черные металлы. Лазер особенно эффективен при обработке тонких листов, обеспечивая высокое качество и скорость реза. Для работы с более толстыми металлическими листами необходимо увеличивать мощность лазера и подбирать линзы с большим фокусным расстоянием.

При лазерной резке важно корректно настраивать параметры и выбирать газ в зависимости от металла. В кислородной среде качественно разрезать нержавеющую сталь не получится; требуется инертный газ. Для черных металлов, наоборот, предпочтителен кислород. Подробнее о параметрах и скоростях резки можно узнать, ознакомившись с соответствующими таблицами.

Плазменная резка подходит для всех проводящих материалов. Результат зависит от состава газа и зазора между металлом и соплом. Для тонколистовых материалов плазма менее удобна из-за чрезмерной температуры, что ведет к образованию окалины. Плазменная резка проявляет свои преимущества при резке металла толщиной от 6 мм и больше, например, для стали.

Качество реза

Лазерное оборудование воздействует на металл сфокусированным лучом малой ширины, обеспечивая минимальную ширину реза от 0,1 мм, обычно 0,2–0,3 мм. Это позволяет точно и гладко вырезать сложные контуры. Локальное нагревание не повреждает смежные области, не вызывая тепловых и механических напряжений. Если оператор установил оптимальные настройки, изделие сразу готово к использованию без дополнительной обработки кромок.

При использовании плазменной резки, ширина разреза значительно шире и изменяется от 0,8 до 5,0 мм в зависимости от толщины металла и состояния расходников. Плавные швы добиться трудно, постоянно образуется окалина. Кроме того, возникает большое количество грата — расплавленного материала, остающегося на изделии и имеющего вид потеков. Для его устранения применяют различные методы: срезают, сжигают с помощью кислорода или прокатывают специальным роликом при определенной температуре. Избежать дополнительной обработки невозможно. Также нельзя обеспечить острые углы. Например, невозможно воссоздать профиль зубьев колес из-за чрезмерной ширины реза.

Конусность и ее значимость в резке

Конусностью называется эффект, когда края разрезаемого материала немного различаются по ширине от верха к низу, делая поперечное сечение усеченным конусом. В лазерной резке конусность объясняется тем, что лазерный луч минимален по диаметру в фокусе и расширяется при отклонении. Это приводит к более узкому разрезу сверху и широкому снизу. Более толстый материал усиливает конусность из-за дефокусации луча, поэтому мощность лазера важна: при недостаточной мощности проникновение ухудшается и конусность увеличивается. Тем не менее, лазерные установки достигают конусности менее 1 градуса, отверстия сверху и снизу получаются почти одного размера, позволяя резать правильные отверстия диаметром в два раза меньше толщины листа.

Конусность при плазменной обработке колеблется в пределах от 1 до 5 градусов, что затрудняет достижение точности, сравнимой с лазерной. Из-за особенностей взаимодействия плазмы и материала, высокоточные формы сложно вырезать, если диаметр отверстия менее двух толщин листа.

Области использования

Плазменная резка оставляет неровный край и требует постобработки. Она часто применима там, где точность не столь критична: для резки толстых стальных, алюминиевых и других металлических листов в строительстве, кораблестроении, изготовлении тяжелых металлических конструкций и ремонте оборудования. Благодаря меньшей стоимости оборудования и высокой скорости, эта технология популярна среди средних и малых предпринимателей.

Станки с лазерной резкой при правильной настройке не нуждаются в доработке — рез получается чистым. Больше применяют лазеры в областях, требующих высокой точности и аккуратности: производство электроники, автомобилестроение, аэрокосмическая отрасль и ювелирные изделия. Лазер также востребован в художественной металлообработке, где важны детализация и качество.

Заключение

Как видно из материала статьи, лазерная резка по металлу выигрывает у плазменной резки!