Чем отличается лазер от плазмы?

Металлические изделия востребованы повсеместно. Такая популярность оставляет актуальными вопросы относительно способов обработки. К числу самых распространенных способов относится резка металла лазером и плазмой. Оба способа имеют свои достоинства и недостатки. В этой статье мы рассмотрим, чем отличается плазменная резка от лазерной, а также для решения каких задач подходит та или иная технология.

Как проходит обработка лазером

В основе технологии лежит направленное воздействие на заготовку сфокусированного пучка света (лазера). Под действием луча металл плавится, для удаления расплавленной массы в место реза подается газ под давлением, который также охлаждает поверхность. При сублимационной резке расплавленный металл просто испаряется. 

	

    	При проведении работ отдельное внимание уделяется такому параметру, как светоотражаемость металла. Этот показатель способен воздействовать на скорость процесса и существенно его замедлять.
    

Ключевым параметром заготовки, влияющим на качество лазерного раскроя, выступает ее толщина. Лазер не используется для обработки толстых листов, особенно если прокат выполнен из сплавов металлов. Оптимальный параметр для воздействия лазерного станка – толщина заготовки до 20 мм. Раскрой более толстых деталей будет экономически не выгоден, а также потеряет в качестве. 

Для обеспечения качественного раскроя рекомендуется использование лазера для реза металлов следующей толщины:

Разновидности лазерного раскроя

С учетом используемой среды для обработки лазером применяются различные типы оборудования:

• Твердотельное. Ключевым элементом является легированный стержень из различных материалов.
• Газовое. Главным компонентом в оборудовании выступают газы.
• Газодинамическое. Конструкционно близок у газовым установкам, но подаваемый газ проходит предварительный нагрев. 

Достоинства, недостатки лазерной резки

• Подходит для обработки особо хрупких металлов, подверженных деформированию. Раскрой заготовок такого типа возможен за счет того, что у режущего элемента нет прямого контакта с поверхностью металла.
• Раскрой высокой точности - погрешность максимум 0,05 мм без уменьшения скорости обработки.
• Возможность получения заготовок со сложной геометрией.
• Экономный расход материалов. За счет компактной раскладки заготовок значительно сокращается расход металла при раскрое.
• Высокая скорость обработки, точной и качественной.
• Возможность обработки тонколистового металла.
• Прекрасная производительность.
• Отсутствие окалины, шероховатостей и других дефектов, требующих дополнительной обработки.
• Широкие возможности в выполнении заказов, для которых на первом месте стоит точность кроя и разнообразие выполняемых задач.
• Формирование сверхтонкого реза с идеально ровными и гладкими кромками.

	

    	К минусам метода относится невозможность обработки проката толщиной свыше 20 мм, определенная зависимость от параметра светоотражаемости металла, существенный расход электричества, дорогие станки, расходные материалы.
    

Плазменная резка

Воздействие производится посредством плазменной дуги, вырабатывающей огромную тепловую энергию. Образующийся расплав удаляется благодаря плазменной струе. Формирование плазменной дуги происходит под действием плазмотрона, сжимающего дугу и насыщающего ее газом для образования плазмы.

Одно из основных отличий плазменной резки от лазерной заключается возможность обработки листов толщиной свыше 20 мм. С помощью плазморезов удобно резать чугун, на поверхности которого после обработки остается качественный рез нужной глубины.

Оптимальная толщина образца для обработки плазмой в зависимости от его состава:

• Чугун – до 9 см.
• Медь – до 8 см.
• Нержавейка – 15 см.
• Алюминий – до 12 см.

Делая выбор в пользу данного вида резки, следует учитывать формирование окалины по краям, а также образование кромок, которым понадобится доработка.

Плюсы и минусы резки плазмой

• Возможность обработки различных образцов независимо от параметров светоотражаемости поверхности.
• Получение качественных кромок у толстых заготовок.
• Обеспечение высокой точности даже при сложный геометрии образцов.
• Небольшая энергозатратность.
• Доступная стоимость расходников.

	

    	К отрицательным параметрам относится конусность реза, а также необходимость обработки кромок.
    

Плазма или лазер - основные отличия

Разбирая, чем не похожи плазменная и лазерная резка, следует рассмотреть подробно отдельные параметры обоих технологий. Первое отличие – предельная толщина обрабатываемого образца. 

По этой характеристике основная разница технологий заключается в целесообразности применения лазерных станков к тонколистовому прокату, тогда как плазменные установки способны обеспечить более высокое качество в обработке заготовок большей толщины. Это гарантирует высокую производительность при качественном раскрое.

Второе отличие лазерного станка от плазменного – точность формируемых кромок, толщины реза. У лазерного луча линия раскроя не такая широкая, что обеспечивает меньшую площадь термовоздействия на заготовку. При обработке лазером практически не образуется дефектов.

Лазерный раскрой – лучший выбор при необходимости получить сложные фигуры. Но идеальной обработки лазером можно добиться лишь на образцах толщиной менее 7 мм. Работа с заготовками большей толщины приводит к смещению угла реза. При этом высокое качество раскроя также сохраняется.

На лазерных станках обрабатывают заготовки до 3,5 см толщиной. При существенных габаритах сильно ухудшается качество реза, тогда как плазма способна обеспечить высокое качество обработки материалов большой толщины. 

У плазменной резки имеются ограничения, накладываемые на габариты отверстий. Их точность обеспечивается при диаметрах вдвое больше толщины образца. На тонколистовых заготовках эффективность плазмореза теряется, т.к. формируется чрезмерно большая область термовоздействия, вызывающая образование различных дефектов.

Сравнивая лазерные и плазменные технологии, можно выделить следующие отличительные черты:

1. Применение лазера больше подойдет для работы с тонколистовым прокатом, а также при необходимости получить идеальный разрез, независимо от сложности контуров изделия. Технологию выбирают, когда нужно обработать большие объемы заказа в минимальные сроки.
2. Раскрой металла плазмой будет оптимальным выбором при необходимости обработать заготовки 20-150 мм или если качеством кромок либо тонкостью реза можно пренебречь, но необходимо обеспечить максимальную экономию энергозатрат, расходных материалов.
3. При сравнении лазерной и плазменной резки, последняя раскраивает медленно и «грязно» – ее использование невыгодно в сложных условиях (геометрия контура, наличие декоративных элементов). Зато лазер качественно и оперативно обрабатывает тонкие листы металла, но при этом не стоит забывать об ограничениях по толщине раскраиваемого материала. 

Производительность оборудования

Помимо этого лазерная и плазменная резка металла различаются скоростью обработки заготовок. Лазеры обеспечивают высокую скорость раскроя и минимальный износ расходников, это приводит к сокращению почасовой оплаты труда. 

Раскрой лазером позволяет экономить расход материала, что удешевляет стоимость услуг – обработка плазмой стоит дороже. Тонкий рез позволяет располагать детали в непосредственной близости друг к другу. После раскроя лазером не требуется дополнительной обработки, что экономит время и существенно повышает качество готового результата. 

Раскрой плазмой характеризуется расчетом расходников на ограниченное количество запусков. С учетом этого параметра расценки часа работы на плазморезе определяются количеством выполняемых отверстий. Необходимость зачищать кромки от неровностей, удалять окалину с поверхности также усложняет обработку деталей плазменным методом.

Конусность реза, условия работы

При обработке лазером образца толще 6 мм формируется конусность кромок, составляющая до 0.7°. Таким образом, для сквозных отверстий снизу наблюдается небольшое расширение диаметра.

Для плазмы конусность еще выше – порядка 3-11 градусов. У выполняемых отверстий диаметр уменьшается от верха к низу.

При резке плазмой должны соблюдаться строгие требования техники безопасности: применение сварочных очков работниками, оборудование подвержено высокому риску загрязнения.

Общее сравнение параметров плазмы и лазера в сравнительной таблице

Плазма или лазер – что лучше?

Несмотря на возможность обработки деталей большой толщины (от 30 мм) плазмой, технология лазерной резки обладает рядом преимуществ:

• Оборудование менее энергозатратно.
• Скорость обработки превосходит параметры плазмореза.
• Лазер способен обрабатывать много деталей сразу в силу небольшой площади термического воздействия.
• Стоимость услуг дешевле обработки плазмой.
• Отсутствие дефектов на деталях.

Для получения максимальной выгоды от технологии, необходимо подбирать наиболее подходящий способ воздействия с учетом исходных параметров, условий и поставленных задач.

Компания АО "НПФ "Спецмаш" оказывает комплекс услуг по металлообработке и инжинирингу. Имеем огромный опыт работы и современные производственные мощности. В короткие сроки и максимально качественно выполним:

• Лазерную резку чёрных и цветных металлов;
• Гибку металла;
• Сварку металлоконструкций;
• Электроэрозионную резку металла.