Высокоотражающие материалы и коэффициент поглощения
Защита от обратного излучения на волоконном лазере
Основы технологии резки меди на лазерном станке

Резка меди на лазерном станке

Если перед вами стоит задача по резке медного листа или трубы, вы, наверняка, думали об использовании волоконно-лазерного станка. И были правы — лазерный станок подойдет для этой работы, однако вам следует учесть нюансы обработки высокоотражающих материалов. Что это за материалы и на что следует обратить внимание для выполнения такой задачи — обсудим в этой статье.

Высокоотражающие материалы и коэффициент поглощения

Для начала разберемся с основными физическими принципами. При обработке металла с помощью лазерного луча мы подвергаем материал воздействию электромагнитного излучения определенной длины волны. Волоконные лазеры генерируют излучение с длиной волны около 1 мкм, газовые — около 10.6 мкм. Каждый материал по-разному поглощает лазерное излучение. Коэффициент поглощения определяет, сколько энергии лазерного луча сможет воздействовать на металл, а сколько просто отразится обратно. На графике ниже видно, что у черной стали коэффициент поглощения излучения волоконного лазера превышает 30%. Однако при работе с медью не более 2% излучения будет поглощено металлом, а около 98% — отразится обратно. К материалам с низким коэффициентом поглощения также относят алюминий, латунь и серебро. Данный график справедлив для непроникающего воздействия — до выполнения прокола. После прокола коэффициент поглощения излучения значительно возрастает.

График поглощения электромагнитного излучения металлами в зависимости от длины волны

Защита от обратного излучения на волоконном лазере

Итак, во время прокола 98% сгенерированного излучения будет отражено от поверхности медного листа. Куда пойдет это отражение? Во все стороны. В том числе, обратно в лазерный источник через лазерную голову, QBH-коннектор и оптический кабель. Обратное излучение может повредить лазер, поэтому многие владельцы и операторы лазерных станков опасаются работать с материалами с высоким коэффициентом отражения.

Спешим успокоить: во-первых, современные лазерные источники обладают системой защиты от обратного отражения луча, а, во-вторых, медь отражает так много излучения только до момента прокола. После того, как прокол выполнен, коэффициент поглощения растет в разы. Но даже 2% сфокусированного излучения достаточно, чтобы быстро пробить металл и начать резку.

Как работает защита от обратного излучения? Для этого в конструкцию лазера добавляют поглотители ИК-излучения, которые преобразуют обратное излучение в тепло. Компания «Абамет» предлагает лазерные станки, оснащенные лазерными источниками Raycus, в которых предусмотрена двухступенчатая защита от обратного излучения: поглотители излучения встроены между QBH-коннектором и сумматором накачки лазерного источника. Конечно, никакая защита не является абсолютной, но, если знать технологию и соблюдать правила предосторожности, резка меди становится простым и безопасным процессом.

Функциональная схема системы защиты от обратного излучения в лазерных источниках Raycus RFL

Основы технологии резки меди на лазерном станке

Резка меди на лазерном станке

Для безопасной работы с медью нужно соблюдать несколько важных правил:

Для настройки отталкивайтесь от начальных параметров резки, предоставленных производителем.
Соблюдайте ограничения производителя по толщине обрабатываемого металла. Максимальная толщина зависит от модели лазерного источника и его мощности.
Не используйте воздух или азот в качестве вспомогательного газа. Резка меди должна производиться только в среде кислорода.
Настройте прокол с небольшим запасом по времени, чтобы гарантировать уверенное начало резки контура.
После настройки оптимальной скорости резки снизьте ее на 10-15% для максимальной стабильности обработки. Из-за неоднородности материала некоторые участки могут оказаться более отражающими, чем предполагалось.
Во время настройки следите за температурой сопла. Если оно сильно греется, значит, при резке происходит сильное обратное отражение лазерного луча. Измените положение фокуса или снизьте скорость.
Если станок работает нестабильно, остановите работу и заново проверьте выбранные параметры, центровку сопла и состояние защитного стекла. Не экспериментируйте со станком, если не обладаете достаточными знаниями и опытом.

Как и любой другой технологический процесс, лазерная резка подчиняется обычным законам физики. Хорошее понимание технологии и соблюдение вышеперечисленных рекомендаций — ключ к успешной работе с медью.

Резка меди на лазерном станке: особенности обработки меди на волоконном лазере

Резка меди на лазерном станке: особенности обработки меди на волоконном лазере