Je možné řezat uhlík?

Toto je podrobný průvodce laserovým řezáním plechů a trubek z uhlíkové oceli. Přečtěte si o krocích, faktorech a výhodách vysoce kvalitních laserových řezacích strojů.

Technologie řezání laserem v posledních letech vzala výrobní průmysl útokem díky své vysoké účinnosti, přesnosti a produktivitě. Výrobci nyní používají laserovou technologii k řezání a tvarování většiny typů kovů, včetně měkké oceli, hliníkové slitiny, nerezové oceli, galvanizované oceli atd.

Mezi ostatními materiály, které lze řezat laserem, vynikají desky a trubky z uhlíkové oceli díky jejich širokému použití ve výrobě a konstrukci.

Připravili jsme tohoto komplexního průvodce, abychom vám poskytli podrobné informace o laserovém řezání plechů z uhlíkové oceli. Pokryjeme vše od základů technologie řezání laserem až po faktory, které ovlivňují kvalitu hran.

Ať už jste ve světě laserového řezání nováčkem nebo chcete zlepšit své dovednosti, tato příručka bude cenným zdrojem pro zvládnutí umění řezání uhlíkové oceli.

Co je řezání laserem?

Jak již název napovídá, řezání laserem je výrobní proces, při kterém se plech řeže pomocí laseru. V tomto procesu je kovový obrobek umístěn do laserového řezacího stroje, ve kterém vysoce intenzivní laserový paprsek taví, odpařuje a řeže materiály.

Ve srovnání s konvenčními procesy řezání je proces řezání laserem vysoce přesný a přesně řeže všechny typy kovů, včetně hliníkových slitin a plechů z měkké a uhlíkové oceli. To je důvod, proč laserová technologie výrazně získává na popularitě.

Laserovým řezacím systémem může být technologie založená na vláknech nebo CO2 založená na médiu použitém pro generování a šíření vláknového laseru. Vláknové lasery jsou běžnější v sektoru laserového řezání.

Jaké jsou vlastnosti uhlíkové oceli?

Uhlíková ocel je slitina železa obsahující uhlík jako hlavní legující prvek. Obsah uhlíku se pohybuje od 0 % do 05 %, přičemž vyšší procento znamená větší tvrdost a pevnost.

Některé z klíčových vlastností uhlíkové oceli zahrnují její vysokou pevnost v tahu, dobrou obrobitelnost a schopnost tepelného zpracování pro zvýšení tvrdosti. Je také relativně snadné svařovat a tvarovat do různých tvarů, což z něj činí všestranný materiál ve výrobě.

Typy uhlíkové oceli běžně používané v průmyslu

V závislosti na procentuálním podílu uhlíku existuje několik typů uhlíkové oceli. Některé z běžných používaných výrobci zahrnují:

• nízkouhlíkové oceli obsahuje až 0.30 % uhlíku a používá se v případech, kdy je požadována dobrá tvařitelnost a svařitelnost. Vzhledem k tomu, že je tento typ oceli tažný, používá se k výrobě potrubí a ventilů.
• Středně uhlíková ocel obsahuje od 0.30 % do 0.60 % uhlíku a používá se tam, kde je požadována vyšší pevnost a odolnost proti opotřebení. Jeho běžné aplikace jsou mechanické části, jako jsou klikové hřídele a železniční tratě.
• Vysoce uhlíková ocel obsahuje 0.60 % až 2.0 % uhlíku a používá se pro aplikace vyžadující vysokou pevnost a tvrdost, jako jsou řezné nástroje a pružiny.

Typ uhlíkové oceli	Obsah uhlíku	průmyslové třídy	Aplikace
nízkouhlíkové oceli	0.05% – 0.30%	A36, ASTM 1010, 1020	Pozemní stavby, svařování, obrábění
Středně uhlíková ocel	0.30% – 0.60%	ASTM A229, 2029	Ozubená kola, hřídele, nápravy, části strojů
Vysoce uhlíková ocel	0.60% – 2.00%	1095, A440	Nože, čepele, řezné nástroje, pružiny, stroje

Jak obsah uhlíku ovlivňuje vlastnosti oceli?

Protože hlavním obsahem železa v této slitině je uhlík, všechny mechanické vlastnosti nakonec závisí na něm. Výše uvedené namáhání-deformace znázorňuje toto chování.

Se zvyšujícím se obsahem uhlíku se ocel stává tvrdší a pevnější, ale také se zvyšuje její křehkost. Vysoký obsah uhlíku navíc snižuje svařitelnost a tažnost oceli, což ztěžuje práci.

Naopak nižší obsah uhlíku zvyšuje tvařitelnost oceli, ale snižuje její tvrdost a pevnost. Když je však obsah uhlíku ve středním rozmezí, je materiál nejsložitější, tzn. má vysokou pevnost a také tažnost.

Jak funguje laserové řezání uhlíkové oceli?

Laserové řezání uhlíkové oceli funguje na stejném principu, který jsme zmínili dříve v části o řezání laserem. Laserový paprsek dopadá na povrch uhlíkové oceli a ohřívá materiál do té míry, že se roztaví a odpaří, čímž vznikne úzký, čistý řez.

Proces řezání je řízen s vysokou přesností pomocí softwaru CAD, což usnadňuje řezání složitých a složitých tvarů. Typ a výkon laserového řezacího stroje závisí na tloušťce řezaného plechu.

Faktory, které mohou ovlivnit kvalitu laserového řezání plechů a trubek z uhlíkové oceli

Kvalita řezání laserem závisí na mnoha faktorech. Některé z klíčových faktorů, které je třeba kontrolovat, zahrnují následující:

Tloušťka materiálu a průměr trubky:

Tloušťka plechu a průměr trubky jsou hlavními faktory ovlivňujícími kvalitu řezu. Tlustší materiály vyžadují větší výkon laseru a nižší rychlost posuvu, zatímco tenčí materiály vyžadují méně energie a vyšší rychlost posuvu.

Kromě toho mají vláknové laserové řezací stroje omezení tloušťky. Většina může řezat až do tloušťky stěny 2.75 palce. Totéž platí pro průměr potrubí. Náš stroj na řezání trubek vláknovým laserem může mít průměr trubky 19.69 palce.

Výkon laseru:

Výkon laseru určuje intenzitu paprsku a může ovlivnit kvalitu řezu. Vyšší výkon laseru zvládne vyšší řezné rychlosti a produkuje lepší kvalitu hran. To však nemusí být přijatelné, pokud plech přesahuje určitou tloušťku.

Rychlost posuvu:

Rychlost posuvu je rychlost laseru napříč materiálem. To může ovlivnit kvalitu řezu řízením množství generovaného tepla. Vyšší rychlosti posuvu mohou mít za následek vyšší řezné rychlosti, ale také mohou snížit kvalitu řezu.

Soustředit se:

Zaostření laserového paprsku může ovlivnit kvalitu řezu. Správně zaostřený paprsek vytvoří čistý, přesný a jednotný řez, zatímco nezaostřený paprsek může mít za následek širší řez a horší kvalitu hran.

Výběr plynu:

Kyslík, dusík a stlačený vzduch se běžně používají jako pomocné plyny pro laserové řezání uhlíkové oceli. Vhodný plyn se však volí v závislosti na tloušťce materiálu a typu uhlíkové oceli. Při laserovém řezání měkké oceli se obvykle používá kyslík.

Tlak vzduchu:

Tlak vzduchu používaný k dodávání pomocného plynu také ovlivňuje řezání laserem. Příliš velký tlak může způsobit deformaci nebo oxidaci materiálu, zatímco příliš malý tlak může mít za následek neúplný řez nebo špatnou kvalitu ostří.

Jaké jsou výhody laserového řezání uhlíkové oceli?

Řezání laserem je pokročilý proces, který nabízí mnoho výhod oproti tradičním metodám řezání. Zde jsou některé z klíčových:

• Laserové řezání vytváří přesné řezy s úzkými tolerancemi, což vám umožňuje vytvářet složité tvary a vzory.
• Jedná se o rychlou metodu řezání, která dokáže rychle a efektivně proříznout tlusté materiály.
• S naším vláknovým laserovým řezacím strojem můžeme řezat širokou škálu materiálů včetně uhlíkové oceli, nerezové oceli, hliníku a plastu.
• Zaměřené řezání laserem vytváří čisté, hladké hrany, které vyžadují minimální zpracování. To snižuje potřebu dalšího zpracování.
• Protože je laser namířen přesně na cílovou oblast, vzniká během procesu řezání málo odpadu. To dále snižuje náklady na materiál a zvyšuje efektivitu.
• Laserové řezání může být plně automatizováno, což snižuje náklady na pracovní sílu a zvyšuje produktivitu.
• Přes počáteční investici do zařízení může být řezání vláknovým laserem z dlouhodobého hlediska nákladově efektivní díky přesnosti, rychlosti a snížení odpadu.
• Laserové řezačky nevypouštějí žádné významné výpary ani emise, díky čemuž je tato metoda řezání šetrnější k životnímu prostředí než tradiční metody řezání.
• Laserové řezací stroje produkují minimální hluk a vibrace, což snižuje riziko zranění a únavy pracovníků.

Běžné problémy v procesu řezání laserem

Řezání laserem ne vždy přináší dokonalé výsledky jako jiné výrobní procesy. Někdy mohou nastat problémy, které vedou k defektům v plechu.

Zde je seznam některých běžných problémů, se kterými se můžete setkat během procesu řezání laserem:

Ve spodní části široký rozparek

V některých případech si všimnete, že provedený řez je širší a linie tahu je posunutá (viz obrázek výše). V tomto případě je buď příliš nízký výkon laseru a tlak vzduchu, nebo příliš vysoká rychlost posuvu a zaostření. Problém vyřešíte resetováním těchto nastavení.

Kapající otřepy ze spodního povrchu

Když jsou rychlost posuvu a zaostření nastaveny na vysokou, povrch ocelové desky bude dřít povrch jako střela. Všimnete si, že kape podél spodního povrchu. Tento problém můžete vyřešit zvýšením rychlosti ostření a posuvu.

Odstraní se pouze vrchní plech

Pokud parametry nejsou zvoleny podle tloušťky plechu, operace řezání se nedokončí úspěšně, což má za následek neúplnou operaci řezání. V tomto případě musíte snížit rychlost posuvu a zvýšit výkon laseru.

Řezání vytváří drsný povrch

V některých případech výsledný povrch postrádá přesnost. To může být způsobeno několika důvody, včetně poškozené trysky, vysokého tlaku vzduchu nebo špatné povrchové úpravy kovové desky. Chcete-li problém vyřešit, můžete zkusit snížit tlak vzduchu, vyměnit trysku nebo vyčistit kovový povrch.

Jak připravit desky a trubky z uhlíkové oceli pro řezání laserem?

Zde je krok za krokem průvodce přípravou desek z uhlíkové oceli a měděných trubek pro řezání laserem:

Krok 1: Očistěte materiál

Umístěte plech na bezpečné místo a odstraňte z povrchu veškeré nečistoty, olej nebo jiné nečistoty. K tomu můžete použít rozpouštědlo nebo odmašťovač.

Krok 2: Odstraňte povrchové nátěry

Pokud jsou na kovové desce povrchové povlaky, jako je barva nebo rez, před řezáním laserem je odstraňte. Tyto povlaky můžete odstranit chemickým rozpouštědlem nebo mechanickými metodami, jako je pískování nebo pískování.

Krok 3: Vyrovnejte materiál

Kovový plech musí být plochý, aby laser přesně zasáhl. Proto by bylo užitečné, kdybyste zajistili, že materiál je hladký a nemá žádné deformace nebo deformace. Toho lze dosáhnout pomocí válečku. Tento krok se netýká kovové trubky, ale musíte se ujistit, že je plochá.

Krok 4: Zajistěte materiál:

Jakmile je kovová deska nebo trubka vyčištěna a připravena pro tovární nastavení, připevněte ji k řezacímu lůžku, abyste omezili její pohyb při řezání. Můžete použít spony nebo magnety, cokoli se do tohoto stroje hodí.

Aplikace laserového řezání uhlíkové oceli

Laserové řezání se používá k řezání uhlíkové oceli, která je široce používána v různých průmyslových odvětvích, od leteckého a automobilového průmyslu až po stavebnictví a reklamu. V tabulce 2 se můžete podívat na aplikace laserového řezání v různých průmyslových odvětvích.

Automobilový průmysl	Aplikace
Letecký průmysl	Plechy, trubky a kompozitní komponenty
Automobilový průmysl	Výfukové systémy, panely karoserie, rámy
Budova	Ocelové plechy, trubky a nosníky pro budovy, mosty, tunely
Energie	Výměníky tepla, turbíny, potrubí
Lékařské přístroje	Chirurgické nástroje, implantáty, diagnostická zařízení
Signage	Řezání a rytí kovů pro nápisy a displeje
Ropa a plyn	Komponenty pro ropné plošiny, potrubí a skladovací nádrže
Zemědělství	Příslušenství pro zemědělské stroje a zařízení
Kovové zpracování	Řezání, vrtání, svařování a tváření kovů pro různé průmyslové účely.
stavba lodí	Komponenty pro lodě a čluny

Kvalitní laserové řezačky pro řezání uhlíkové oceli

Kvalita laserového řezacího stroje může mít zásadní význam pro dosažení požadovaných výsledků při řezání plechů a trubek z uhlíkové oceli.

My v Baison Laser vyvíjíme vysoce kvalitní laserové řezací stroje, které dokážou přesně řezat plechové trubky. Dokonce i náš základní stroj na řezání plechů laserem má přesnost polohování ±0.05 mm/m.

Podobně máme stroje na řezání trubek laserem, které jsou schopny řezat trubky jakékoli délky a velkého průměru s velkou přesností.

Jak dosáhnout dokonalých řezů s laserovou řezačkou？

Abyste z řezání laserem vytěžili maximum, je důležité dodržovat tyto pokyny:

Připravte materiál

Laserový paprsek dopadá na plech, aby jej rozřezal. Pokud má tedy samotný obrobek nekvalitní povrch, laser nebude efektivně řezat, což má za následek hrubý řezný povrch. Před řezáním je tedy nutné materiál připravit.

Vyberte správný pomocný plyn:

Volba pomocného plynu může ovlivnit kvalitu řezání a rychlost procesu. Pro silnější materiály se často používá kyslík, pro tenčí dusík.

Optimalizujte řeznou dráhu:

Použijte software k optimalizaci řezných drah na základě tvaru a tloušťky materiálu. To může pomoci minimalizovat počet řezů a snížit množství odpadu.

Ujistěte se, že nastavení stroje je správné:

Po dokončení všech kroků přípravy a čištění nastavte výkon laseru, rychlost a zaostření správně pro řezaný materiál. To lze provést pomocí ovládacího panelu stroje nebo systému nebo softwaru.

Závěr

Řezání laserem je vysoce účinný způsob řezání plechů a trubek z uhlíkové oceli. Přestože se tato metoda zdá složitá, věříme, že vám tato příručka pomůže pochopit základy laserového řezání. Při optimalizaci procesu řezání laserem je důležité vzít v úvahu faktory, jako je tloušťka materiálu, výkon laseru, rychlost posuvu, zaostření a tlak vzduchu.

Bayson Laser je jedním z prvních výrobců laserových strojů. Vyvinuli jsme řadu vláknových laserových řezacích strojů pro řezání jakéhokoli plechu nebo trubky.

Pokud hledáte kompletní řešení pro vaše potřeby řezání, můžete vyzkoušet naše produkty. Kontaktujte nás nyní a získejte cenovou nabídku nebo personalizovanou pomoc od našich odborníků.