Почему одинаковый металл может резаться по-разному
На производстве иногда возникает ситуация, когда два листа имеют одинаковую маркировку и толщину. Однако первый материал раскраивают без замечаний, а второй требует изменения режимов обработки или оставляет менее чистую кромку. Инженеры Raymark-Украина регулярно анализируют такие случаи при запуске новых партий металлопроката.
Свойства материала, которые изменяют процесс лазерной резки
Даже при работе на одном лазерном станке с одной и той же программой небольшие различия в структуре, составе и состоянии поверхности заметно изменяют весь процесс резки. Причина часто связана со свойствами материала.
Допуски химического состава
Марка стали определяет диапазон содержания химических элементов, а не их абсолютно одинаковое количество. Например, содержание углерода в конструкционной стали различается на 0,05–0,15 %, а кремния и марганца – на 0,1–0,3 % без выхода за пределы требований стандарта. Для металлургов такие отклонения нормальны. Однако во время лазерной обработки они изменяют скорость нагрева и характер плавления.
При раскрое листовой стали толщиной 4–10 мм изменение химического состава внутри допустимого диапазона требует снижения или увеличения скорости резки на 5–12 %. Если параметры оставить прежними, возрастает вероятность появления грата, локального перегрева, шероховатой кромки. Поэтому технологи часто корректируют режимы после получения новой партии металла, даже если сертификат подтверждает ту же самую марку стали.
При раскрое листовой стали толщиной 4–10 мм изменение химического состава внутри допустимого диапазона требует снижения или увеличения скорости резки на 5–12 %. Если параметры оставить прежними, возрастает вероятность появления грата, локального перегрева, шероховатой кромки. Поэтому технологи часто корректируют режимы после получения новой партии металла, даже если сертификат подтверждает ту же самую марку стали.
Размер зерна
Внутренняя структура металла формируется во время прокатки и охлаждения. Для листов одной марки характерны различный размер зерна и неодинаковое распределение внутренних напряжений. Эти особенности невозможно определить визуально, однако они заметны уже в процессе обработки.
Во время резки стали толщиной 6–12 мм неоднородная структура увеличивает разброс ширины реза на 0,05–0,15 мм, а отклонение перпендикулярности кромки может достигать 0,1–0,3 мм. Для строительных деталей эти изменения редко критичны. При изготовлении корпусов оборудования, элементов автоматизированных линий или деталей под последующую сварку такие отклонения уже требуют дополнительной обработки.
Во время резки стали толщиной 6–12 мм неоднородная структура увеличивает разброс ширины реза на 0,05–0,15 мм, а отклонение перпендикулярности кромки может достигать 0,1–0,3 мм. Для строительных деталей эти изменения редко критичны. При изготовлении корпусов оборудования, элементов автоматизированных линий или деталей под последующую сварку такие отклонения уже требуют дополнительной обработки.
Поверхность листа
Лазер взаимодействует прежде всего с поверхностью материала. Поэтому качество верхнего слоя влияет на начало процесса резки.
Даже новые листы различны по нескольким параметрам:
Даже новые листы различны по нескольким параметрам:
- толщина оксидной пленки достигает 5–20 мкм;
- остатки технологической смазки неравномерные;
- шероховатость поверхности изменяется в пределах Ra 1,6–6,3 мкм;
- защитное масло наносят слоем различной толщины;
- после хранения иногда возникают локальные очаги поверхностной коррозии.
Остаточные напряжения
После горячей прокатки и охлаждения внутри металла присутствуют остаточные напряжения. Их уровень зависит от технологии производства и условий охлаждения листа.
Во время изготовления небольших деталей такие особенности практически незаметны. Совсем иначе ситуация выглядит при раскрое длинных элементов длиной 1000–3000 мм. После отделения от общего листа заготовка иногда изменяет геометрию на 0,5–2 мм, а в отдельных случаях – еще больше.
Такие деформации критичны при производстве рам, направляющих, корпусов станков и деталей, которые затем собирают без дополнительной механической обработки. Поэтому предприятия часто проверяют геометрию первых деталей новой партии до начала серийного производства.
Во время изготовления небольших деталей такие особенности практически незаметны. Совсем иначе ситуация выглядит при раскрое длинных элементов длиной 1000–3000 мм. После отделения от общего листа заготовка иногда изменяет геометрию на 0,5–2 мм, а в отдельных случаях – еще больше.
Такие деформации критичны при производстве рам, направляющих, корпусов станков и деталей, которые затем собирают без дополнительной механической обработки. Поэтому предприятия часто проверяют геометрию первых деталей новой партии до начала серийного производства.
Итог
Высокая производительность лазерного оборудования зависит от согласованной работы станка, материала, технологии обработки. Точная оценка свойств металла ускоряет запуск производства и повышает его стабильность. Контроль качества материала и точная настройка режимов повышают эффективность работы оборудования. При этом качество продукции стабильно даже при смене партий металлопроката.
