Лазерная или плазменная резка какая между ними разница

Ответ на данный вопрос не может быть сформулирован однозначно. Каждая технология рассчитана на выполнение своих задач и использования материалов разной толщины. Инженеры и технологи компании "Металлист" подготовили материал и постарались простым языком пояснить в чём принципиальная разница.

В настоящем материале рассмотрено, чем отличается лазер от плазмы, особенности процессов, условия для выбора в пользу одного из них.

Возможность плазменной и лазерной резки

Рассмотрим оба варианта раздельно, акцентировав внимание на их разнице, а затем выполним сравнение их преимуществ и недостатков.

Особенности лазерной резки

Инструментом, применяемым при лазерном раскрое заготовки, выступает сфокусированный луч лазера, который, в процессе непрерывной работы, нагревает до плавления металл заготовки, удаляя, одновременно, получаемый расплав из зоны реза газовой струёй (азот, аргон, воздух, гелий, кислород), подаваемой под избыточным давлением, который используется для решения триединой задачи: охлаждает прилегающие поверхности, повышает скорость резания, глубину последнего.

Если выбрана технология сублимационной резки, лазерный импульс приводит и испарению металла заготовки в зоне выполняемого реза. Хороший вариант при резании, раскрое тонколистовых заготовок, так как оно более энергозатратно и себестоимость продукции возрастает.

Основными характеристиками лазерной резки являются:

ширина реза – луч лазера делает её минимальной (0,2-0,375) мм;
точность – как правило, отклонение не превышает 0,05 мм (плюс//минус) от заданных размеров;
конусность прорезаемого отверстия до 1°;
при непрерывной резке диаметр вырезаемого отверстия почти равен толщине материала заготовки (в импульсном – 1/3);
внутренние углы имеют высокое качество;
при выполнении раскроя не образуется окалины;
тепловое воздействие на материал заготовки минимально;
производительность весьма высокая, снижается при возрастании толщины детали.

Максимально эффективной лазерная резка металла является при работе с заготовками толщиной до 6 мм. На обрабатываемых деталях, толщиной не более 4 мм получаются идеально гладкие, прямолинейные кромки реза. С ростом данной характеристики возможно возникновение скоса стенок, угол которого примерно равен 0,5°.

Ещё одна особенность. У сквозных отверстий диаметр выходного отверстия превышает аналогичный показатель входного (без ущерба качеству и геометрии).

Плазменная резка

Осуществление плазменного резания предусматривает проплавление металла, подвергаемого разделке. Это происходит за счёт тепла, создаваемого плазменной дугой, с одновременным удалением расплава струёй плазмы. Дуга формируется в плазмотроне за счёт сжатия с одновременным вдуванием плазмообразующего газа. В качестве последнего, чаще всего, применяем водородно-аргоновую смесь, азот, кислород, сжатый воздух.

Охлаждённый газ, попадая в плазмотрон, разогревается до высоких (5000°-30000°) температур, что приводит к его превращению в плазму. В результате у этого состава появляется электропроводность, а его объём возрастает в пятьдесят-сто раз. После чего, покидает плазмотрон с высокой скоростью. При контакте с поверхностью металла заготовки, плавит его.

Между электродом и соплом формируется электрическая дуга (после того, как резак подносится к поверхности заготовки на минимальное расстояние).

Плазменные агрегаты делятся на устройства прямого, либо косвенного действия. В первом случае реализуется процесс плазменно-струйной резки. Дуга формируется между катодом плазмотрона и раскраиваемым металлом. Во втором резка является плазменно-струйной. Здесь дуга формируется внутри самого резака. Это решение оптимально, если материал заготовки электротока не проводит.

Плазменная резка востребована при работе с толстым металлом. Процесс становится более экономически эффективным. Чаще всего, он востребован для резки меди (до 80 мм), сплавов на её основе (до 120 мм), чугуна (до 90 мм), сталей: углеродистых, легированных – до 150 мм. Применение плазмы для резания тонких заготовок экономически нецелесообразен.

Основные параметры процесса:

ширина реза – величина меняется в диапазоне 0,8 мм – 1,5 мм, так как плазменная дуга нестабильна;
точность – во многом определяется степенью износа применяемых расходных материалов. задаётся диапазоном 0,1 мм- 0,5 мм (+/-);
конусность выполняемого отверстия может достигать 3°-10°;
min диаметр формируемого отверстия 1/5 толщины (от 4 мм). Наблюдается отход от круговой геометрии к эллиптической, который растёт с толщиной обрабатываемой заготовки;
внутренние углы частично скругляются. Нижний диаметр больше верхнего
при выполнении раскроя получается незначительная окалина;
тепловое воздействие на материал заготовки значительно выше раскроя лазером;
производительность – отличается быстрым сквозным прожигом заготовки, значительной скоростью раскроя деталей средней, малой толщины, падающая с увеличением значения последней.

Плюсы и минусы плазмы и лазера

Рассмотрим плюсы и минусы каждой из рассматриваемых технологий, что позволит заказчику принять взвешенное решение о том, что лучше, плазма или лазер.

Лазерная резка

Луч лазера позволяет выполнять более точное наведение, что гарантирует точность реза. Это является принципиальным отличием, особенно ценным при изготовлении деталей, к габаритам которой предъявляются повышенные требования.

Ширина реза значительно меньше, чем при использовании плазмы. Это значительно расширяет возможности проектировщиков при разработке новых корпусов, деталей, развёртки которых выполняются лазером.

Лазерное резание приводит к минимальному тепловому деформированию обрабатываемого изделия.

Отсутствует окалина при раскрое материала.
Отверстия имеют перпендикулярные кромки.
Работа производится с высокой скоростью.

Минус – в ограничении толщины обрабатываемой детали. 20-40 мм режут редко, но это возможно. Более 40 - не используется.

Плазменная резка

К числу достоинств технологии относят:

Возможность работать с толстыми заготовками. В зависимости от материала, его толщина может достигать: стали - ≤ 150 мм; алюминия - ≤ 120 мм; чугуна - ≤ 90 мм; меди - ≤ 80 мм;
значительная скорость раскроя;
низкое потребление электроэнергии.

К числу основных недостатков следует отнести:

конусность выполняемых отверстий;
меньшая точность резания, более широкий рез, рост тепловых деформаций;
появление окалины;
весомое увеличение стоимости выполнения заказа в зависимости от роста числа отверстий, которые требуется прорезать в одной детали;
потребность в обязательной вторичной обработке кромок.

Для чего нужна плазма, а для чего – лазер

Наши технологи в совершенстве разбираются, какие заказы следует выполнять, применяя лазерную резку, в каком случае оптимальное решение – плазменная, так как прекрасно понимают малейшие нюансы того, в чём отличие плазмы и лазера.

Первое решение оптимально по соотношению цены/качества в случаях, когда необходим:

раскрой заготовок из тонких листовых металлов (до 20 мм);
выполнения отверстий диаметром от 1 мм;
при жёстких требованиях к соблюдению геометрических размеров;
при нанесении гравировки.

Предпочтение плазменной резке отдаётся при изготовлении деталей, имеющих простую геометрию (овал, прямоугольник. квадрат), но с учётом определённых ограничений, связанных с необходимостью последующей обработки.