Лазерная резка металла

Листовой алюминий (марки АМЦ, АМГ)

Листовая нержавеющая сталь

1.        Лазерная резка как технологический процесс

Лазерная резка листового металла – это способ термической резки, при котором металл удаляется с помощью лазера⁽¹⁾ плавлением: концентрированный источник тепла (сфокусированный световой луч высокой энергии) нагревает металл в зоне реза до температуры выше температуры плавления⁽²⁾, а специальная струя газа (воздух, кислород или нейтральные газы) выдувает расплав из зоны реза. LASER означает «усиление света в результате вынужденного излучения»⁽³⁾. Как технологический процесс лазерная резка листового металла представляет собой раскрой плоского проката с применением оптического излучения - разделение материала на отдельные заготовки и/или изменение формы и размеров листовой заготовки. Лазерная резка (раскрой) является видом электрофизической обработки⁽⁴⁾, одним из технологических процессов машиностроения. Услуги по резке обрабатываемых металлических изделий лазерным лучом и услуги по выполнению надписей на обрабатываемых металлических изделиях лазерным лучом являются самостоятельными видами экономической деятельности и относятся к услугам по обработке металлических изделий с использованием основных технологических процессов машиностроения⁽⁵⁾.

(1)           ОК 034-2014 (ОКПД 2, КПЕС 2008) код 28.41.11 - станки для обработки металла путем удаления материала с помощью лазера.

Лазерная машина – это тип машины для термической резки листового металла – см. ГОСТ 5614-74 «Машины для термической резки металлов. Типы, основные параметры и размеры».

(2)           температура, при которой происходит фазовый переход вещества из твёрдого состояния в жидкое при атмосферном давлении – см. ГОСТ 33454-2015 «Методы испытания химической продукции…».

(3)           LASER - аббревиатура слов английской фразы «Light Amplification by Simulated Emission of Radiation».

(4)           ГОСТ 3.1109-82 «Единая система технологической документации (ЕСТД). Термины и определения основных понятий».

(5)           ОК 034-2014 (ОКПД 2, КПЕС 2008), код 25.62.20.

2.        Виды изготавливаемых деталей

Методом лазерной резки изготавливаются гладкие плоскостные детали, которые могут быть готовыми деталями (комплектующими, неспецифицированными изделиями) или заготовками для дальнейшей обработки. Гладкая плоскостная деталь – это деталь, форма наружной поверхности которой образована основными плоскостями (двумя противоположными плоскими поверхностями), не имеющая уступов или выступов на основных плоскостях или местных изгибов (локальных деформаций)⁽⁶⁾ - это листы, планки, косынки, плиты, подкладки, рамы и др. Плоскостные детали могут иметь прямолинейный, криволинейный (выгнутый или вогнутый) или комбинированный контур. Непрямолинейность и сложность контура – это основание для принятия решения об изготовлении детали или заготовки (развёртки) именно лазерной резкой. Развёртки – это плоскостные заготовки, предназначенные для последующего формоизменения (нанесения местных изгибов, локальных деформаций или гибки)⁽⁷⁾. 

(6)           Определение плоскостной детали и основных плоскостей – Классификатор ЕСКД. Классы 71,72,73,74,75,76. Приложение. Алфавитно-предметный указатель. Термины и толкования. Перечень сокращений слов. Условные обозначения.  

(7)           - условное графическое обозначение развёртки – см. ГОСТ 2.109-73 ЕСКД Основные требования к чертежам.

3.        Технологическое оборудование и точность обработки

Кинематическая система машины обеспечивает перемещения оптической головки по координатам XYZ с помощью портального XY-координатного стола и вертикального привода Z. Привода по всем трём осям выполнены на линейных синхронных двигателях с ферромагнитными якорями. Рабочий ход (наибольшее перемещение) по осям ХYZ составляет 1550 х 3050 х 100 мм.

Прецизионная точность позиционирования резака обеспечена калибровкой осей по всей площади рабочей зоны при помощи лазерного интерферометра. Точность воспроизведения заданного контура соответствует классу точности станка В (высокий)⁽⁸⁾ и периодически проверяется сравнением размеров заданной окружности ø 500 мм с вычерченными станком окружностями того же диаметра в двух крайних по ширине обработки положениях суппорта станка при скорости перемещения суппорта 1 000 мм/мин.

(8)           см. ГОСТ 5614-74 «Машины для термической резки металлов. Типы, основные параметры и размеры».

Уровень обычной производственной точности ООО «Перфосталь» предполагает, что по умолчанию (если иное не установлено заказом) общие допуски размеров деталей⁽⁹⁾ соответствуют классу точности f (Точный)⁽¹⁰⁾, или степени точности 12-го квалитета. Выход размеров детали за общий допуск класса точности f при условии нахождения размеров в пределах общего допуска класса точности m (Средний)⁽¹¹⁾ или в пределах поля допуска 14-го квалитета не влечет автоматическое забраковывание детали, если не нарушена ее способность к функционированию или если в технической документации не оговорено другое истолкование неуказанных предельных отклонений.

(9)           общие допуски размеров деталей при температуре 20°С - предельные отклонения линейных и угловых размеров, кроме размеров притупленных кромок, не указанные индивидуально у соответствующих номинальных размеров,

(10)         класс точности* f (Точный), ссылка «Общие допуски по ГОСТ 30893.1-f»,   точность 12-го квалитета, символ ±IT12/2 по ГОСТ 25346-89,

(11)         класс точности m (Средний), ссылка «Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m», точность 14-го квалитета, символ ±IT14/2 по ГОСТ 25346-89,

4.        Виды обрабатываемых металлов

ООО «Перфосталь»  выполняет лазерную резку стального и цветного листового проката различного назначения, химического состава и качества, с покрытием и без покрытия. В практике листообработки основными материалами для лазерного раскроя являются среднеплавкие металлы⁽¹²⁾, точнее плоская металлопродукция, изготовленная из среднеплавких металлов, а именно:

(12)         среднеплавкие металлы – металлы, температура плавления которых составляет 600 – 1600°С.

4.1.        Стальной плоский прокат (ХК тонколистовой, ГК толстолистовой и ГК толстолистовой повышенной прочности):

4.1.1.     холоднокатаный тонколистовой прокат⁽¹³⁾ в листах толщиной 0,5 – 3,0 мм шириной 1250 мм из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки марки 08пс (группа прочности К270В, твёрдость не более 65 HRB, способность к вытяжке ВГ), неоцинкованный или оцинкованный – в этом случае по умолчанию толщина цинкового  покрытия соответствует классам 60 – 225⁽¹⁴⁾;

(13)         ГОСТ 9045-93 «Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. ТУ»

(14)         ГОСТ 14918-2020 «Прокат листовой горячеоцинкованный. ТУ».

4.1.2.     горячекатаный толстолистовой прокат⁽¹⁵⁾ в листах толщиной 4,0 и 5,0 мм шириной 1500 мм из углеродистой качественной стали марки 08кп или 08пс (группа прочности К270В, твёрдость не более 65 HRB, способность к вытяжке ВГ);

 (15)         ГОСТ 4041-2017 «Прокат толстолистовой горячекатаный для холодной штамповки из нелегированной конструкционной стали качественной стали. ТУ».

4.1.3.     горячекатаный толстолистовой прокат повышенной прочности в листах толщиной 3,0 – 5,0 мм шириной 1500 мм из углеродистой низколегированной качественной стали повышенной прочности марки 09Г2С⁽¹⁶⁾ (класс прочности 345, с гарантией свариваемости ГС), применяемый в конструкциях общего назначения, или из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3сп⁽¹⁷⁾ при упрочняющей обработке (регламентируемая или контролируемая прокатка, или ускоренное охлаждение).

(16)         ГОСТ 19281-2014 «Прокат повышенной прочности. Общие ТУ».

(17)         ГОСТ 380-2005 «Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки».

4.2.        Плоский прокат из нержавеющей стали (ХК тонколистовой и ХК толстолистовой):

4.2.1.     холоднокатаный термически обработанный (мягкий) тонколистовой прокат из нержавеющей стали марки 08Х18Н10⁽¹⁸⁾ (аналог марки 304 по классификации AISI⁽¹⁹⁾) в листах толщиной 0,5 – 3 мм шириной 1000 мм и 1250 мм, с различным типом поверхности – матовая, шлифованная, зеркальная, декоративная или рифленая, после светлого отжига,

(18)         08Х18Н10 (марка № 6-22) - хромоникелевая сталь аустенитного класса. Химический состав и рекомендации по применению - по ГОСТ 5632-2014 «Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки». Механические свойства - по ГОСТ 5582-75 «Прокат тонколистовой коррозионно-стойкий, жаростойкий и жаропрочный. ТУ». Рекомендуемое применение – для различных деталей и конструкций, свариваемых точечной сваркой. Это наиболее широко используемая марка нержавеющей стали. Временное сопротивление 510 Н/мм² (классы прочности 375-390).

 (19)        AISI – аббревиатура англ. фразы American Iron and Steel Institute (Американский институт чугуна и стали).

4.2.2.     холоднокатаный термически обработанный (мягкий) толстолистовой прокат из нержавеющей стали марки 08Х18Н10 (аналог AISI 304) в листах толщиной 4 и 5 мм шириной 1500 мм, с блестящей поверхностью (поверхность группы 1 (Н или ПН) - нагартованные или полунагартованные) или с серебристо-матовой поверхностью (поверхность группы 2 (М2а) – термически обработанные, после светлого отжига)⁽²⁰⁾,

(20)         Механические свойства, вид и качество поверхности - по ГОСТ 7350-77 «Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. ТУ».

4.3.        Плоский прокат из алюминиевого сплава:

4.3.1.     листовой прокат из деформируемого алюминиевого сплава системы алюминий-магний (Al-Mg) марок АМг2 и АМг3 (отожженные) толщиной 0,5 - 4 мм, шириной 1200 мм⁽²¹⁾.

(21)         Марки и химический состав – по табл. 5 ГОСТ 4784-2019 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые», изготовление - по ГОСТ 21631-2019 «Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. ТУ».