Почему лазерная резка латуни и меди настолько сложна?
- Низкое поглощение инфракрасного лазерного излучения затрудняет резку этих металлов;
- Медь и латунь (медно-цинковый сплав) являются хорошими отражателями (и, следовательно, плохими поглотителями) инфракрасного (ИК) лазерного света, особенно в твердом состоянии;
- Чистая медь в твердом состоянии отражает> 95% ближнего ИК-излучения (длина волны ~ 1 мкм);
- Отражательная способность меди и других отражающих металлов уменьшается, когда металл нагревается, и резко падает, когда материал плавится (например, до <70% для меди в расплавленном состоянии). Эти металлы в расплавленном состоянии поглощают значительно больше лазерной энергии.
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
Какие металлы отражают при лазерной резке?
Медь, латунь, бронза, серебро, золото и алюминий в твердом состоянии хорошо отражают инфракрасный свет. Алюминий, однако, не считается отражающим металлом для практических целей резки волоконным лазером .
Какие факторы важны для успешной резки меди и латуни с помощью волоконного лазера?
Следующие параметры процесса важны для резки меди и латуни с помощью волоконных лазеров:
Латунь 3 мм, чем фигурно резать в домашних условиях? – технический форум
Коллеги, доброго дня!
Возможно, проблема выеденного яйца не стоит. Начертил подставку в стиле стим-панк
Есть и 3D и чертежи, разослал по всяким производствам, кто лазером режет, наши самый дешевый ценник от 30 тысяч с материалом, Китайцы 200 баксов без доставки. Детали не большие, 180 мм в диаметре, вот и подумалось, а самому как-то это в ручную не порезать?
Приходит лобзик в голову, но опыта нет от слова совсем, самого лобзика тоже нет, латуни нет, а купить это все и понять, что ничего не получиться, не хотелось бы, вот и решил у профи спросить…. Подскажите, чем латунь 3 мм можно в домашних условиях разрезать?
Не отрезать, а именно фигурно вырезать. Основание – полукруглое, с отверстиями.
§
Коллеги, доброго дня!
Возможно, проблема выеденного яйца не стоит. Начертил подставку в стиле стим-панк
Есть и 3D и чертежи, разослал по всяким производствам, кто лазером режет, наши самый дешевый ценник от 30 тысяч с материалом, Китайцы 200 баксов без доставки. Детали не большие, 180 мм в диаметре, вот и подумалось, а самому как-то это в ручную не порезать?
Приходит лобзик в голову, но опыта нет от слова совсем, самого лобзика тоже нет, латуни нет, а купить это все и понять, что ничего не получиться, не хотелось бы, вот и решил у профи спросить…. Подскажите, чем латунь 3 мм можно в домашних условиях разрезать?
Не отрезать, а именно фигурно вырезать. Основание – полукруглое, с отверстиями.
Настройка мощности
Использование максимальной пиковой мощности, доступной для прожига и резки, сокращает время, в течение которого материал находится в наиболее отражающем состоянии. Приведенную выше диаграмму можно использовать в качестве консервативного руководства для начала разработки процесса.
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.
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.
- Твердотельные. Здесь расходным материалом выступают рубин, алюмоиттриевый гранат, неодим. Мощность установок не превышает 6 кВт. Обрабатывают медь, латунь, алюминий.
- Газовые, в которых активное тело — газ. Приводятся в действие путем электроразряда. Мощность достигает 20 кВт.
- 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.
Особенности резки металлов медной группы
Для резки деталей из латуни лазером оборудование настраивается на определенный режим.
- Тонкий лист режут в импульсном режиме.
- Лист большой толщины обрабатывается путем включения микроплазменного режима.
Пористость и шероховатость торца среза устраняется достаточно легко с нижней части изделия. Медный лист плохо поглощает излучение. По этой причине медный прокат режут на минимальных скоростях.
Кроме правильного выбора режимов, необходимо соблюдать условия резки лазером применительно к толщине проката. Этот параметр отличается для сталей, алюминия и меди и ее сплавов с цинком (латунь) и оловом (бронза). Максимальная толщина каждого материала приведена в таблице.
Для справки. Легирующими элементами для бронзы являются также алюминий, свинец, кремний, бериллий. Добавки оказывают влияние на характеристики процессов обработки сплавов.
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).
Термины «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.
Распространенные проблемы при лазерной резке отражающих металлов
При оптимальном выборе лазера, оптики и процесса резки лазерный луч быстро расплавляет поверхность отражающих материалов, затем взаимодействует с более поглощающим расплавленным металлом и инициирует эффективный, стабильный процесс резки. Неправильный выбор лазерной/оптической установки или использование неоптимальных параметров процесса может привести к чрезмерному сближению лазера с твердым металлом и, следовательно, к чрезмерному количеству отраженного света. Слишком большое отражение, в свою очередь, приводит к неэффективности процесса резки и потенциальному повреждению оптики.
Критической стадией при резке отражающего металла является начало процесса, особенно стадия прожигания, когда лазер взаимодействует с твердым металлом. После создания разреза лазерный луч в основном взаимодействует с расплавленным материалом.
Режимы раскроя латуни – работа с металлами
Требование, чтобы латунь была твердая с чем связано? С дальнейшей эксплуатацией изделий?
Твердую латунь, особенно трешку, может начать выгибать. Из-за это режимы резания надо выбирать более щадящие.
Еще по опыту, на не жестком станке иногда оптимально по производительности резать двухмилиметровой фрезой. Усилия меньше, вибрации меньше, производительность больше.
На легкой машине я бы смело резал двухмилиметровой фрезой со скоростью 1000 мм в минуту со съемом 0.5 мм. Попробуйте. Если трешкой на 600 мм в минуту все хорошо получается, то двушкой и подавно получится. В этих пределах режимы резания для этих диаметров фрез ограничиваются не стойкостью фрезы, а жесткостью станка.
И уж конечно, фрезу бы я взял покороче, у Ханиты есть фрезы-двушки с длиной режущей части 6 мм. Хотя бы такую.
И еще одно преимущество двухмилиметровой фрезы – можно не опасаться за здоровье станка. Фреза будет работать как предохранитель.
У России только два союзника – дураки и дороги.
Режущий газ
При прожиге и резке меди в качестве режущего газа обычно используется кислород под высоким давлением (100-300 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от толщины) для повышения надежности процесса. Когда используется кислород, образование оксида меди на поверхности снижает отражательную способность. Для латуни подойдет азотный газ для резки.
Резка бронзы, латуни, алюминия на лазерном станке | all ready
В данной статье рассмотрим особенности резки плоских листов бронзы, латуни и алюминия на лазерном оптоволоконном станке. Для начала немного слов о преимуществе лазерной резки листовых металлических материалов. Уже давно ни для кого не секрет, что резка на лазерном оборудовании ЧПУ не имеет себе равных. Этот вывод базируется на следующих преимуществах:
- Отсутствие механического воздействия на материал
- Высокое качество поверхности реза
- Серьезная экономия материала
- Высокая скорость процесса
- Автоматизация процесса
- Возможность вырезания изделий любой фигурной сложности
- Тонкая линия реза
- Высокая точность
Но также наряду с явными преимуществами лазерная резка имеет и некоторые недостатки. Хотелось бы выделить два из них:
- Ограниченная толщина листа
- Необходимость использования подачи газа
В этой статье разберемся в какой газовой среде необходимо резать бронзу, латунь и алюминий, какие толщины поддаются лазерной резке.
Газ в зону резки лазерным лучом подается исходя из нескольких соображений:
- Удаления расплава из зоны резки
- Препятствие образованию плазмы
- Охлаждение краев разреза
- Препятствие окислению краев реза
Обычно при резке лазером используют несколько видов газа: кислород, азот, аргон, гелий и другие. Принципиально газы между собой делятся на активные и инертные. К активным относится кислород, к инертным азот, аргон и гелий. При выборе газа часто встает вопрос экономики, и здесь всегда выигрывает кислород, он дешевле остальных газов. Но при выборе кислорода нужно учитывать один факт: он способствует окислению металла в зоне реза. Отсюда следует вывод:
В следствии высокой склонности к окислению таких металлов, как бронза, латунь и алюминий резка на лазерном оборудовании должна производиться с подачей инертных газов.
Инертные газы создают среду в зоне работы лазера, препятствующую попаданию кислорода, что исключает возможность быстрого окисления этих металлов. Если лазерную резку алюминия, меди или бронзы производить в кислородной среде, то из за окислительного процесса кромка реза будет получатся неровной и с заусенцами, что вызовет необходимость механической обработки края реза.
На практике на производствах чаще всего используют газ азот. Он лучше всего подходит по экономическим соображениям. Как правило его использование позволяет достичь необходимого качества реза.
Перейдем к рассмотрению следующего момента. Выбор мощности лазерного излучения. При подборе мощности лазерного излучения для резки латуни, бронзы и алюминия необходимо учитывать один немаловажный факт:
Эти металлы обладают высокой теплопроводностью, то есть тепло быстрее распространяется по металлу от зоны резки, что усложняет нагрев металла в рабочей зоне лазерного луча.
Исходя из этого при резке этих металлов приходится подбирать излучение повышенной мощности по сравнению со сталями. Минимальная мощность должна быть не менее 500 Ватт. С резкой данных металлов позволяют справиться современные оптоволоконные лазерные станки, ярчайшим представителем которых является производитель BODOR. Эти современные станки позволяют генерировать мощность излучения в несколько тысяч киловатт, что дает возможность качественной резки бронзы, латуни и алюминия на хороших скоростях.
И вот встает ещё один существенный вопрос: как правильно выбрать скорость резки данных металлов при заданной мощности оптоволоконного лазера и толщине разрезаемого металла. Для этого мы свели скоростные параметры в табличный вид. В таблице 1 можно увидеть параметры для латуни и бронзы, в таблице 2 для алюминия в зависимости от мощности лазера и толщины листа.
Таблица 1. Скорость резки латуни и бронзы.
Таблица 2. Скорость резки алюминия.
Измерения скоростей реза производились на оптоволоконных лазерных станках BODOR с диаметром сопла 1,5 мм.
Ручной лобзик по латуни
Доброго всем здравия.
Решил обратится со своим вопросам в этот раздел, потому что, как мне кажется, если такой инструмент где и применяется, то только у ювелиров и моделистов. Суть вопроса, чем выполнить фигурный рез в листовых цветметах? На ютубе наткнулся на иностранный ролик, там человек лихо пилит ручным лобзиком латунь миллиметра в два толщиной. Я так подозреваю обычная пилка по фанере с этим не справится. Или я не прав? Но как не пытался найти что то подобное через поисковик именно для ручного и по металлу, яндекс услужливо подсовывает всех барыг с пилками к электролобзику. Игнорируя слово “ручной” Либо пилки для ручного, игнорируя слово “металл” Вполне так же допускаю, что можно и электролобзиком фигурно пилить, но мой опыт с фанерой (не богатый) говорит о том что это больше уже похоже на выжигание с кромсанием в поворотах. С латунью такое точно не прокатит. Быть может пилку надо правильно подобрать. К “консультантам” в леруа с этим вопросом я точно не пойду. Рез нужен произвольный. Разумеется я понимаю про адекватность запросов и на прямые углы без зарезов не претендую.
Скрин с ютуба прилагаю, но сразу хочу оговорится, картинка для наглядности сути процесса, а не выпиливания кружков и шайб. Поэтому токарка и различные коронки сразу – не то.
Изменено 26 ноября, 2020 пользователем sim900d
орфография
Скорость резки
Отступите от максимальной скорости подачи, которую может поддерживать процесс, примерно на 10 – 15%, чтобы избежать риска того, что резка погаснет, тем самым применяя высокий уровень энергии луча к материалу в его наиболее отражающем состоянии. Если вы сомневаетесь, начните с более медленной скорости, чем та, которую может выдержать процесс. Перед перемещением луча для начала резки дайте время выдержки, чтобы убедиться, что отверстие пробито насквозь.
Фокусное положение
Как для прожига, так и для резки, установите положение фокуса как можно ближе к верхней поверхности, насколько позволяет качество резки. Это сводит к минимуму количество поверхностного материала, который взаимодействует с лучом в начале процесса, тем самым максимизируя плотность мощности луча, что приводит к более быстрому плавлению.
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.
Чем резать латунь?
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.
В статье не уделено внимания возможности самостоятельного использования метода лазерной резки. Если у Вас есть подобный опыт, просим поделиться им в блоке комментариев.