Как выбрать толщину листа для лазерной и плазменной резки

Лазер и плазма режут металл по-разному. Толщина листа напрямую влияет на точность, скорость, стоимость и качество кромки. Если неправильно подобрать толщину под конкретную технологию, металл будет «гореть» на кромке, рез будет с сильным конусом, а детали — деформируются или уйдут в брак.

Резка лазером и плазмой

В лазерной резке луч высокой плотности направляется на металл, нагревая и испаряя его в зоне фокусировки. Чем тоньше лист, тем чище срез — особенно на волоконных лазерах с азотной продувкой. При резке листа металлического 6 мм и меньше получается практически перпендикулярная кромка с минимальным заусенцем. Погрешность по геометрии — в пределах ±0,1 мм. При толщине выше 8 мм кромка начинает сужаться книзу, особенно на недорогих станках — это дает характерный "конус".

Плазменная резка — это дуга, сформированная между электродом и металлом, ионизированная струя газа прожигает металл насквозь. В данном случае энергия рассеивается шире, чем в лазере, поэтому срез не такой чистый, особенно на тонких листах. Но на толщине от 6–8 мм и более плазма работает быстрее и стабильнее: не перегревается, не требует сложной оптики и не «замыливает» кромку при увеличении глубины. Погрешность составляет ±0,3–0,5 мм в зависимости от источника и расходников.

С какой толщиной лучше работает лазер

Лазерная резка показывает максимальную точность на листах толщиной до 4–6 мм. Даже на базовых установках при правильной фокусировке можно резать конструкционную сталь (Ст3, 09Г2С) и нержавейку (AISI 304, 430) с идеальной кромкой и без перегрева.

• Лист толщиной 3 мм режется на скорости до 10–12 м/мин, особенно при подаче кислорода или азота. На выходе — срез без заусенцев, не требующий финишной обработки.

• На толщине 6–8 мм лазер уже теряет в скорости. Чтобы избежать прожога, уменьшают подачу, увеличивают зону прогрева. В итоге появляются потемнения на кромке, возможен конус до 1 мм по глубине. Особенно заметно на нержавейке и алюминии — там из-за высокой теплопроводности край перегревается быстрее.

• Листы от 10 мм и выше технически можно резать лазером, но только на мощных промышленных станках — с источниками от 3–6 кВт и выше. Даже в этом случае производительность падает, а стоимость реза растет кратно. Поэтому такие заказы чаще отдают на плазму или газокислородную резку.

Когда используют плазменную резку

На толщине более 6 мм технология обеспечивает хорошее соотношение скорости, себестоимости и качества. Например, лист 10 мм можно прорезать за один проход со скоростью 1,5–2 м/мин, не перегревая кромку и без деформации детали. При этом рабочая зона шире, чем у лазера: не требуется сверхточная фокусировка, а допуски в 0,5 мм — допустимы для большинства металлоконструкций, строительных закладных, фланцев и деталей с последующей мехобработкой.

На толстом листе (10–40 мм) плазма дает преимущество по производительности. В отличие от газокислородной резки, здесь не требуется длительный прогрев, а скорость движения каретки — выше. Используют источники с током от 100 А, чаще — 160–200 А для конструкционной стали. Качество кромки зависит от типа плазмотрона и газа: сжатый воздух — базовый вариант, смесь аргона с водородом — для нержавеющей стали и цветных металлов.