Отличие лазерной и плазменной резки металла

Выбирая технологию, с помощью которой будут разрезаться листы металла или выкраиваться фигурные элементы, необходимо понимать, в чем заключается отличие плазменной резки от лазерной. Обе технологии являются современными, продуктивными и безопасными. Обе относятся к термическим видам разрезания металла и широко используются на различных крупных производствах, а также в небольших сервисах и мастерских.



Однако при этом каждая из них имеет присущие именно ей особенности. Их мы и рассмотрим далее, а также перечислим значимые плюсы и минусы лазерной и плазменной резки металла.

Плазменная резка – что собой представляет

При этом методе в качестве рабочей среды используется ионизированный газ. Под воздействием интенсивного нагрева до очень высоких температур газ переходит в состояние плазмы. С одной стороны, он сохраняет свои свойства – как и в обычном газе, его атомы не привязаны друг к другу и находятся в свободном состоянии. С другой стороны, среда обретает текучесть под воздействием электромагнитного поля, то есть обретает некоторые свойства жидкости. Это особое состояние и положено в основу технологии.

Поток плазмы направляется на наконечник прибора для резки. Там он сужается, фокусируясь в поток, который под высоким давлением подается на заготовку, либо формирует высокотемпературную дугу. Под таким воздействием зона обработки расплавляется. Получается желаемый рез.

Резка плазменным методом является достаточно высокопроизводительной, поэтому широко используется на крупных производствах, где необходимо обрабатывать внушительные массивы металлических заготовок.

Технология лазерной обработки металла

Основные отличия лазерной и плазменной резки металла заключаются в том, что лазерная резка позволяет быстро и без погрешностей разрезать лист металла и изготовить любую сложную конструкцию с минимальными затратами времени и по оптимальной цене. Поэтому сегодня она является наиболее востребованным видом резки металла. Благодаря внедрению данной технологии появилась возможность выполнять внушительные объемы работ за короткое время, повышая таким образом производительность процессов.
Принцип действия в этом случае заключается в формировании лазерного луча с волной определенной длины. Под воздействием большого объема энергии поверхность нагревается до высоких температур и расплавляется по намеченному заранее контуру. А для устранения расплава на заготовку дополнительно подается струя газа. Кислород, попадая на нагретую лазерным лучом поверхность металла, вступает с ним в реакцию окисления, сопровождающуюся выделением тепла. Это тепло увеличивает общую температуру резки, в результате чего, во-первых, увеличивается скорость резки, во-вторых, увеличивается возможная толщина разрезаемого листа, а в-третьих, при некоторых условиях, может произойти и частичное испарение (сублимация) металла. Получается аккуратный рез без заусенцев, неровностей и окалины. В этом, кстати, заключается еще одно из отличий лазера от плазменной технологии.



Поскольку и плазменная, и лазерная резка имеют своих приверженцев, далее мы рассмотрим все «за» и «против» каждой из них.

Плюсы и минусы плазменного раскроя металла

Среди достоинств этой технологии отметим следующие:

• допустимость обработки любых материалов, кроме диэлектриков, в том числе, цветных металлов и сплавов;
• хорошее качество реза по сравнению с газовой и кислородной резкой при работе с заготовками толщиной до 50 мм, удовлетворительное – до 150 мм;
• возможность осуществлять резку в воде. Это позволяет снизить уровень шума и уменьшить зону термического влияния;
• достаточно хорошая скорость резки и более тонкий пропил, особенно, в сравнении с более традиционными технологиями – газовой и кислородной.

Есть у данного метода и недостатки, в частности:

• недостаточная точность: ширина реза может колебаться в диапазоне от 0,8 до 1,5 мм;
• значительная зона термического влияния;
• невысокое качество пропила листов толщиной менее 50 мм. Это – один из значимых параметров, по которым разница плазменной резки и лазерной резки говорит не в пользу первой;
• невозможность формировать отверстия диаметром меньше толщины металла и очень узкие пропилы;
• необходимость четкого соблюдения перпендикулярности заготовки – строго под углом в 90 градусов к направлению потока;
• наличие на кромке небольшой окалины, которая, впрочем, легко устраняется;
• большой объем вредных газов, которые выбрасываются в воздух в процессе выполнения работы.

Преимущества и недостатки лазерного метода обработки металла

Эта технология является наиболее прогрессивной благодаря следующим достоинствам:

• высокая точность реза – порядка 0,2-0,375 мм;
• эффективное взаимодействие с твердыми металлами, а также с материалами, имеющими высокую хрупкость;
• возможность точной резки сверхтонких листов толщиной до 6 мм;
• отсутствие заусенцев и окалины: края получаются идеально ровными и не нуждаются в последующей механической доработке;
• отсутствие нагревания материала: после обработки заготовке не нужно время на остывание. Это, безусловно, повышает производительность процессов;
• почти полное отсутствие конусности;
• возможность прорезать отверстия любого диаметра и делать сложные фигурные резы.

Анализируя различия плазменной резки металла и лазерной технологии, несправедливо было бы обойти вниманием недостатки последней, среди которых:

• несостоятельность метода в отношении заготовок толщиной свыше 20 мм. Невысокий КПД лазера не позволяет осуществлять раскрой металла внушительного сечения;
• невозможность работать с материалами, имеющими высокую степень отражения, например, высоколегированными сталями, а также с алюминиевыми и титановыми сплавами;
• высокая стоимость оборудования: лазерный станок обойдется примерно в 5 раз дороже плазменного.

Теперь, зная, чем отличается плазменная резка от лазерной, Вам будет проще определиться, какую технологию выбрать. От себя же дадим несколько рекомендаций, которые Вам пригодятся. Если предстоит работа с металлическими деталями малой толщины, особенно, в больших объемах, есть смысл остановиться на лазере. Если же специфика Вашей деятельности предполагает раскрой заготовок средней или большой толщины (более 20 мм), целесообразно выбирать плазменную резку – в этом случае она будет более эффективна, к тому же, вложения окупятся в разы быстрее.

Кроме того, для правильного выбора метода важно учитывать конфигурацию изготавливаемых деталей. Если специфика работы предполагает формирование большого количества прорезей и отверстий, выгода от использования плазменной установки значительно снижается, поскольку расходные материалы – сопла и электроды – при подобных процессах очень быстро изнашиваются и нуждаются в замене.