Лазерная резка латуни и других цветных металлов

Лазерная резка латуни и других цветных металлов

Что можно резать болгаркой, а чего нельзя |

Почему угло-шлифовальную машинку (УШМ) называют болгаркой? Не чешкой, не венгеркой и даже не японкой, а болгаркой?
Возможно потому, что первые заграничные электроинструменты, привозили в Советский Союз из Болгарии. Это были электроинструменты фирмы Sparky. В отличие от дрелей, лобзиков и перфораторов, для угло-шлифовальной машинки не было названия на русском языке. Инструмент был для тех времен очень уж необычный, но востребованный и оцененный по заслугам, и его просто прозвали болгаркой по стране производителю.

В те времена, хорошие инструменты были редкостью в СССР. Мне рассказывал один человек, теперь он уже стар, как в советские времена у них в городе строители из ГДР возводили и отделывали большое для тех времен здание какого-то магазина. По договору, немецким строителям дали в помощь строителей советских. Этот человек был в их числе. Он рассказывал, что весь день страдал от зависти, глядя на немецкие инструменты. Он даже не мог работать, думал только пассатижах, ключах и отвертках.

Не найдя силы противостоять желанию обладать ими, он стал воровать немецкие инструменты и каждый вечер уносил домой хоть что-нибудь. Ему было очень стыдно, но он ничего не мог с собой поделать. И не только он. Так продолжалось две недели. А потом немецкие строители просто подарили им ящик с отвертками самого разного калибра. Отвертки они взяли, но после этого как-то стали по одному просить начальство перевести их на другие объекты. Говорит, что было невыносимо стыдно работать вместе с немцами после этого случая.

Антикоррозийная обработка латуни после резки

Кроме того, что в состав латуни может входить 10–50 % цинка, сплав в некоторых случаях дополняется некоторыми добавками, способствующими повышению антикоррозийных характеристик.

Как правило, в качестве таких компонентов выступают никель, железо, олово или алюминий. В результате их добавления при воздействии на материал коррозии происходит обесцинкование и растрескивание.

Согласно результатам исследований, которые были проведены учеными, выяснилось, что причиной подобных реакций становится растягивающее напряжение, возникающее внутри сплава, а также влияние межкристаллитной коррозии.

Также причиной растрескивания латуни может стать разница химической устойчивости между атомами цинка и красной меди, когда они находятся в твердом металлическом сплаве. Аналогичный результат стоит ожидать и в том случае, если содержание первого повышенное.

Для того чтобы предотвратить подобное явление, приходится прибегать к антикоррозийной обработке металла, которая делается путем отжига при температуре 250… 300 °С.

Данная процедура проводится на протяжении определенного времени. Это позволяет снять основное напряжение, возникающее в металлических сплавах.

Температура отжига для каждого изделия из латуни должна подбираться с учетом изменения механической твердости, поскольку не всегда сплавы, к которым применяется данная процедура, ею обладают.

Вопрос по отрезанию меди и латуни

Викторович1981, можно и как Вы хотите. Только немного усложнить процесс. Правильно codename1182 сказал, плоской шайбы не получите. Прорезайте широкую канавку “вразбежку”, оставляя шейку 1-2 мм. на сторону. Затем острым, доведенным нешироким левым подрезным подрезаете левый торец в размер по толщине (за 2-3 прохода) и этим же резцом на последнем проходе отрезаете. Полезно нежно подпереть задним центром. Резцы – доведенный быстрорез или опять же доведенный ТС.

Сож режущее масло, вполне керосин, еще лучше скипидар но запах… Олеинка опять же хорошо.

За скоростью (оборотами) не гонитесь, медь налипает при нагреве. Подача-сотки. Если есть возможность, проверить/устранить все

повышенные зазоры, если нет, положить на поперечные салазки плиту 40-60 кг. И вперед.

Но я бы нарубил шайб 0,8-1 мм., одну сторону довел (хоть на плите), наклеил на оправку, подрезал/просверлил, снял нагревом.

Клей циакрин (осторожно, ядовит при нагреве, греть под тягой!) или чтонить термоплавкое-оптическое.

Про точность Вы не сказали.

Изменено 23 декабря, 2022 пользователем Рон_Ол

Области применения лазерной резки

Кроме обычного раскроя листов металла, способ резки при помощи лазерного излучения востребован в ювелирном деле. Гравировка используется при выполнении надписей на изделиях. Таким методом маркируют промышленные металлические образцы, кодируют детали оборудования, прочее. Ювелирные изделия украшают резьбой, выполненной способом гравировки. Лазерная технология в художественной резке дает отличное качество и высокую точность. Недостаток в использовании лазера — высокие затраты энергии.

Сейчас читают:  Пила монтажная 2200 Вт 3800 об/мин STANLEY SSC22-RU ― STANLEY SHOP

В качестве примера приведем набивку на двигателе автомобилей. Символы должны быть маленькими и четкими. Технология обеспечивает требуемую точность. Другое применение — нанесение значков на хрупкие или тонкие изделия. Лазер не создает механического воздействия и не испортит поверхность.

Оборудование для лазерной резки медной группы

Лазерная резка меди требует использования соответствующего оборудования.

Станки подразделяются на три основных типа.

  1. Твердотельные. Здесь расходным материалом выступают рубин, алюмоиттриевый гранат, неодим. Мощность установок не превышает 6 кВт. Обрабатывают медь, латунь, алюминий.
  2. Газовые, в которых активное тело — газ. Приводятся в действие путем электроразряда. Мощность достигает 20 кВт.
  3. Газодинамические установки создают мощность порядка 150 кВт. В них газ прокачивается со скоростью выше звуковой. Такими машинами режут трубы из разных материалов.

Чтобы не деформировать толстые медные детали, лучше «доверить» процесс твердотельным лазерам. Обычные станки не расплавят лист большой толщины.

Преимущества лазерной резки латуни

Данный сплав используется во многих сферах жизнедеятельности, поскольку он хорошо поддается обработке, является стойким к коррозии и стоит сравнительно недорого. Из него делают трубы и другие сантехнические изделия, прутья или проволоку, листы, причем такие же тонкие, как фольга, а также значки, украшения и т. д. Однако наиболее популярна латунь в автомобильной промышленности.

Если сравнивать лазерную резку латуни с другими видами обработки, то она обладает следующими преимуществами:

  • В результате получаются изделия без различного рода дефектов, окалины, наплывов, изменения цвета, с возможностью простого удаления потеков, возникающих во время плавления материала.
  • Возможность серийного производства с минимальными временными затратами, низкой себестоимостью и простым повторением результата.
  • Погрешность составляет всего 0,05 мм.
  • Получение изделий с небольшим диаметром, аккуратными краями и углами, которые в последующем не требуют дополнительной сложной обработки.

Популярность лазерной резки латуни обусловлена следующими положительными моментами:

  • относительно низкая стоимость;
  • получение изделий высокой точности;
  • изготовление большого объема продукции;
  • использование точечного метода;
  • возможность получать изделия с абсолютно ровным срезом.

Если говорить о минусах, то он всего один и заключается в небольшом оплавлении среза по контуру. Однако оно не настолько критично, чтобы необходимо было прибегать к дополнительной обработке.

Разновидности технологий резки лазером

Распространенная технология обработки металлов лазером применима практически ко всем металлам. В их число входят:

  • нержавеющая сталь,
  • титан,
  • алюминий,
  • медь и сплавы на ее основе.

Самым сложным в работе признан алюминий. При его обработке, также как нержавеющих сталей и титана, скорость процесса снижается из-за светоотражающих свойств этих материалов. При этом толщина листа ограничена (≤6 мм), а лазер используется азотный. Для порезки тугоплавкого стального сплава используется мощный кислородный инструмент. Такой лазер разрезает толстые листы (≤20 мм).

Лазерная резкаТермины «азотный», «кислородный» лазер происходят от типа газовой среды, в которой происходит процесс. Азот или кислород снижают негативные эффекты образования шлаков, наплывов, возникновение окалины. Детали малых размеров получают путем волоконной резки. Технология подходит для углеродистой, марганцевой или оцинкованной стали, редкоземельных металлов.

Посредством резки лазером изготавливают следующие виды продукции: посуду, автозапчасти, детали лифтов, электрические компоненты, бытовую технику. Отдельно стоит технология гравировки по латуни и меди, используемая для предметов художественного назначения.

Резка меди и ее сплавов [1963 васильев к.в. – газоэлектрическая резка металлов]

Обладая относительно низким тепловым эффектом окисления, высокой теплопроводностью и образуя вязкие и малоподвижные тугоплавкие окислы, медь, так же, как и ее сплавы, не поддается резке кислородной струей.

При кислородно-флюсовой резке меди, латуней и бронз тепла, выделяющегося при сгорании железного порошка, недостаточно. Чтобы интенсифицировать выделение тепла при горении флюса, в него добавляют до 30% порошкообразного алюминия. В состав флюса добавляют также железную окалину и феррофосфор. Окалина обеспечивает более интенсивное абразивное действие струи, а феррофосфор способствует образованию шлаков с низкой температурой плавления. Подогревательное пламя при резке меди и ее сплавов должно быть более мощным, чем при резке сталей. Данные о кислородно-флюсовой резке меди и латуни приведены в табл. 35.

Сейчас читают:  Плохие отзывы о Status CP90U

Таблица 35

Ориентировочные данные по кислородно-флюсовой резке меди и латуни [8]

ПоказателиТолщина меди в ммТолщина латуни в мм
10502050100150
Примерная скорость резки в м/ч6,6 – 7,81,2 – 1,57,2 – 11,44,8 – 7,21,8 – 3,30,9 – 1,5
Расход кислорода в м31,0 – 1,37 – 100,6 – 1,21,2 – 2,43,6 – 8,510 – 20
Расход ацетилена в м30,12 – 0,150,83 – 1,100,1 – 0,150,15 – 0,230,35 – 0,60,8 – 1,3
Расход флюса в кг/м1,7 – 3,217 – 252 – 3,53,5 – 69 – 1720 – 35

Резка меди и сплавов возможна электрической дугой. Необходимо отметить, что для повышения производительности резки и получения более устойчивых результатов считают целесообразным подогревать разрезаемый металл перед резкой до температуры 250 – 350°С.

Медь наиболее целесообразно резать проникающей дугой (табл. 36). Резку меди толщиной до 40 мм можно выполнять в аргоно-водородной смеси, содержащей до 50% водорода (табл. 37). Медь толщиной свыше 40 мм целесообразно резать в чистом водороде или смеси его с 10 – 15% аргона [53].

Таблица 36

Сравнительная стоимость резки меди толщиной 10 мм (по данным [10])

Способ резкиСтоимость резки в условных единицахСкорость 1 м реза в условных единицах
Дуговая резка0,00837
Кислородно-дуговая резка трубчатым электродом0,28,5
Кислородно-флюсовая резка0,552,3
Резка проникающей дугой в аргона водородной смеси11

Медь, латунь и бронзу можно резать с приемлемой производительностью без предварительного подогрева. Однако и в этих случаях необходимо иметь в виду высокую теплопроводность медных сплавов. Мощность дугового разряда при этом должна быть существенно повышена. Производительность резки этих металлов уступает соответствующим показателям производительности при резке других металлов.

Таблица 37

Ориентировочные данные по механизированной прямолинейной резке меди проникающей дугой постоянного тока

Толщина разрезаемого листа в ммВеличина рабочего тока в аРасход газов в м3Скорость резки в м/ч
аргонаводорода
635010,5110
1035010,585
104000,62,960
1535010,548
2035010,521
204000,62,930
2535010,515
304000,62,912
404000,62,910
504000,62,96
804000,62,95

Поверхности реза получаются сравнительно гладкими с небольшими натеками в виде отдельных капель на нижних кромках, легко удаляемыми напильником или рукой, одетой в рукавицу. Во время резки происходит оплавление металла на кромке реза, что может сопровождаться его насыщением кислородом воздуха. В нижней части реза различается зона глубиной до 1,2 мм, в которой имеется кислородная эвтектика и большое количество включений округлой формы. Ширина этой зоны по высоте реза неравномерна и уменьшается по мере удаления от нижних кромок. В верхней части реза ширина оплавленной зоны незначительная, а кислородная эвтектика в ней нередко отсутствует. К этой зоне примыкает зона термического влияния (с укрупненным зерном); ширина ее достигает 1 – 2 мм.

При благоприятных условиях резки удается свести ширину зоны металла, подвергшегося оплавлению, к минимуму. При этом кислородной эвтектики в ней не наблюдается. Дальнейшая обработка таких кромок перед сваркой не является необходимой, достаточно лишь тщательно удалить натеки или наплывы на нижних кромках. В особо ответственных случаях (при вакуумной сварке и др.) целесообразно удалить поверхностный слой меди на глубину 0,4 – 0,5 мм. Аналогичная обработка желательна после резки меди в чистом водороде или богатых водородом смесях.

Сейчас читают:  Кот-Пила Играть Онлайн Бесплатно

Типы оборудования для лазерной резки латуни

Лазерная резка латуни может производиться тремя типами оборудования:

1. Газовыми установками.

Здесь в качестве рабочего тела используются газы, которые прокачиваются по поперечной либо продольной схеме. Под воздействием электрического разряда атомы возбуждаются и излучают монохроматический свет. Особой популярностью на сегодняшний день в промышленной индустрии пользуются щелевидные установки, работающие на углекислом газе, поскольку они отличаются небольшими размерами, но при этом внушительной мощностью, а также простотой в эксплуатации.

2. Твердотельными установками.

Это оборудование состоит из двух частей: рабочего тела, которое представляет собой стержень из искусственного рубина, с входящим в него неодимом иттриевого граната и лампы накачки, необходимой для передачи требуемого излучения. Как правило, такая лазерная резка латуни производится в импульсном режиме, однако в некоторых случаях используется и непрерывный.

3. Газодинамическим оборудованием.

В таких установках предварительно нагретый до 2 000… 3 000 °С газ пропускается через специальное сопло на скорости, превышающей скорость звука, после чего охлаждается. Стоит заметить, что в силу того, что данное оборудование достаточно дорогое, как и процесс формирования луча, используется оно ограниченно.

На первый взгляд, посмотрев на работу лазерной установки, сложно определить, к какой группе она относится. Для того чтобы это определить, необходимо понять, как устроено данное оборудование.

Независимо от группы, к которой относится оборудование, используемое для лазерной резки латуни, в него входят следующие элементы:

  • Система, состоящая из устройства, подающего газ, сопла, юстировочного лазера, оптических элементов, поворотных зеркал и т. д. Ее главной задачей является образование и передача газа и излучения.
  • Излучатель с зеркалами резонатора, в который входят приборы для накачки и обеспечения модуляции (если она нужна), а также активная среда.
  • Система, которая управляет работой оборудования, а также следит за соблюдением всех необходимых параметров.
  • Узел, с помощью которого происходит перемещение изделия, подлежащего обработке, и лазерного луча.

Чем резать латунные заготовки разной конфигурации

Латунь по свойствам близка к меди, поскольку является сплавом на ее основе, поэтому и условия резки у них сопоставимы. Во время обработки необходимо учитывать пластичность материала, а также его теплопроводность. Благодаря современному оборудованию, обработка заготовок из латуни толщиной до 200 мм и более происходит быстро и качественно. Резка осуществляется следующими способами: на плазменном, лазерном, металлорежущем и гидроабразивном оборудовании.

Данный материал используется во многих областях, поскольку является эстетически красивым. Обработка латуни в листах происходит в соответствии с ГОСТом 2208-2007. Резка материала толщиной 10–200 мм осложняется высокой теплопроводностью. В данном случае используется гидроабразивная и плазменная технология обработки, благодаря которой обеспечивается ровный, точный срез, высокая производительность с небольшим количеством отходов.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Разрезание тонколистового материала (0,5-4 мм) осуществляется методом механической рубки. Изготовление различных фигур сложной формы происходит с помощью плазмотрона и лазера. Для более быстрого создания изделий с одинаковым контуром используется гидроабразивная резка пакета листов.

Кругом принято считать полуфабрикат, имеющий форму цилиндра с диаметром не более 180–200 мм. Резка массивных заготовок из латуни в данном случае осуществляется с помощью ленточнопильного станка или гидроабразива. Выбор зависит от требований к качеству поверхности. Небольшие по диаметру круги можно резать плазменным аппаратом.

Изготавливаются они согласно ГОСТу 2060-2006 путем прессования заготовок или же волочения. В результате удается получить изделия различного диаметра, а также формы (круглой, квадратной, прямоугольной, шестигранной). Диаметр прутков из латуни, как правило, составляет не более 80–100 мм.

В заключение

Обработка меди, латуни, бронзы лазером выгодна при порезке листов малой толщины. Для резки толстых медных листов придется пользоваться очень мощной установкой. При этом затраты энергии, а значит, и цена будут высокими. Лазер востребован там, где нужна ювелирная точность и четкий контур детали.

https://www.youtube.com/watch?v=8Rcu-_2tuik

В статье не уделено внимания возможности самостоятельного использования метода лазерной резки. Если у Вас есть подобный опыт, просим поделиться им в блоке комментариев.

Оставьте комментарий

Adblock
detector