Топ-10 дефектов лазерной резки металлов: причины и способы устранения.

Лазерная резка — точный и быстрый метод раскроя, но даже она не застрахована от брака. Грат, окалина, шероховатая кромка или непрорез — каждый дефект ведёт к перерасходу материала и срыву сроков. В этой статье разберём, почему возникают дефекты лазерной резки металлов, как их распознать на ранней стадии и что делать, чтобы их избежать. Эта информация полезна и технологам, и заказчикам — чтобы принимать готовые детали без скрытых проблем.

Как выглядит: Твёрдый нарост расплавленного металла снизу детали, который не отваливается.

Причины:

· Слишком низкое давление вспомогательного газа (азота или воздуха);
· Неправильный фокус луча (смещён внутрь или наружу);
· Превышение скорости резки;
· Износ сопла или загрязнение защитного стекла.

Устранение: Увеличить давление газа, откалибровать фокус, снизить скорость на 10–20%. Заменить расходники.

Последствия: грат приходится удалять механически (шлифовка, пескоструй), что удорожает деталь на 15–30%.

Как выглядит: Поверхность кромки реза напоминает напильник или крупные борозды, иногда с налипшим шлаком.

Причины:

· Слишком высокая мощность при низкой скорости — металл перегревается и «кипит»;
· Загрязнённая фокусная линза или защитное стекло (луч рассеивается);
· Нестабильность потока газа;
· Сильный износ сопла.

Устранение: Оптимизировать режимы (снизить мощность, увеличить скорость), очистить оптику, проверить герметичность газового тракта.

Как выглядит: Застывшие капли жидкого металла по всей высоте кромки или на верхней поверхности.

Причины:

· Недостаточный расход газа — расплав не выдувается из зоны реза;
· Слишком маленький диаметр сопла;
· Большая толщина металла (не хватает мощности станка).

Устранение: Увеличить расход и давление газа, поставить сопло большего диаметра, либо пересмотреть технологию (например, перейти на кислородную резку вместо азота и воздуха).

Как выглядит: В нижней части детали остаётся перемычка — лист не прорезан насквозь.

Причины:

· Падение мощности лазера (выход из строя диодов или ламп);
· Загрязнение оптики (потери до 30% мощности);
· Смещение фокуса вверх относительно поверхности;
· Слишком высокая скорость или большая толщина.

Устранение: Увеличить мощность, очистить оптику, откалибровать фокус, снизить скорость.

Риск: непрорез часто обнаруживается только при сборке, когда деталь уже не переделать.

Как выглядит: Ширина реза заметно больше паспортной (например, 0,4 мм вместо 0,15 мм).

Причины:

· Сильный износ сопла или неправильный зазор между соплом и листом;
· Фокусное пятно слишком большого диаметра (неисправность оптики);
· Неправильно подобранная высота сопла.

Устранение: Заменить сопло, выставить зазор 0,5–1,5 мм (по рекомендации производителя), проверить оптическую схему.

Как выглядит: Тёмная, чёрная или синяя окалина по всей поверхности среза. Характерна для кислородной резки стали.

Причины:

· Избыток кислорода или слишком медленная резка — металл перегорает;
· Недостаток кислорода — неполное окисление;
· Слишком низкое давление кислорода.

Устранение: Скорректировать режимы (повысить скорость или снизить давление кислорода). Для чистой кромки без окалины переходить на резку азотом (но дороже).

Как выглядит: Верхняя кромка оплавлена, округлена, иногда с наплывами вниз.

Причины:

· Слишком низкая скорость резки при высокой мощности;
· Слишком высокое давление газа (создаёт завихрения);
· Смещение фокуса вниз (внутрь материала).

Устранение: Повысить скорость или снизить мощность, откалибровать фокус, уменьшить давление газа.

Как выглядит: В углах детали (особенно острых < 90°) материал оплавляется, образуя «залитые» или обгоревшие участки.

Причины:

· Система ЧПУ не успевает снизить мощность на углах;
· Нет функции «петля на угле» или она отключена;
· Слишком низкая динамика привода (у дешёвых станков).

Устранение: Включить обработку углов в постпроцессоре (задержка, петля, снижение мощности). Если станок не позволяет — уйти от острых углов в чертеже (скруглить R=0,5–1 мм).

Как выглядит: Лист или вырезанная деталь изогнута, деформирована в «пропеллер» или волны.

Причины:

· Перегрев из-за слишком плотного расположения деталей (тепло не рассеивается);
· Неправильная последовательность реза (нет мостиков для жёсткости);
· Резка на «горячем» листе без охлаждения.

Устранение: Увеличить расстояние между деталями на карте раскроя, использовать «микро-соединения», делать резку по стратегии «от края к центру».

Как выглядит: Верхний и нижний контур не совпадают (кромка скошена или имеет ступеньку).

Причины:

· Сбитая калибровка осей станка;
· Люфт в направляющих или редукторах;
· Неправильная настройка синхронизации при движении по X и Y.

Устранение: Полная метрологическая поверка станка, калибровка лазерного интерферометра, замена изношенной механики.

Профилактика брака дешевле, чем переделка. Рекомендуем:

1. Ежесменная проверка фокуса — тестовым резом на обрезке.
2. Регулярная чистка оптики (защитных стёкол и линз).
3. Контроль расходных материалов (проверять состояние защитных стёкл и сопел, принеобходимости своевременно производить замену).
4. Ведение журнала режимов для каждой марки и толщины стали.
5. Выполнять калибровку станка при переходе на каждую новую толщину и тип металла.

Если вы заказываете лазерную резку у подрядчика, обращайте внимание на:

· Нижнюю кромку — не должно быть твёрдого грата.
· Однородность реза — без глубоких борозд и налипшего шлака.
· Точность размера — нормой является точность не ниже 14 квалитета.
· Цвет кромки — для нержавейки и алюминия допускается лёгкая желтизна, но не чёрная окалина.