Fiber laser cutter China
fiber laser cutting machine

Explication détaillée du processus de découpe laser des métaux : Vitesse, précision et analyse complète de la qualité des bords.

La technologie de découpe laser occupe une place importante dans le domaine du traitement des métaux en raison de sa haute vitesse, de sa grande précision et de l'excellente qualité de ses bords. Cet article analysera en détail les facteurs clés qui influencent le processus de découpe laser, y compris le type de laser, la technologie de la tête de découpe, le choix du gaz auxiliaire, l'adaptation vitesse/épaisseur, les défauts courants et les méthodes d'optimisation du processus, afin d'aider les utilisateurs à obtenir des résultats de découpe plus efficaces et de meilleure qualité.

1. Type de laser et technologie de la tête de découpe

(1) Comparaison des types de laser

Les machines de découpe laser utilisent principalement les lasers CO₂ 、 les lasers à fibre et les lasers à disque différents types de lasers sont adaptés aux différents besoins de découpe des matériaux.

Type de laser Matériaux applicables Longueur d'onde (nm) Avantages Limites
Laser CO₂ Acier au carbone épais, acier inoxydable, alliage d'aluminium, non-métaux 10 600 Convient à la découpe de tôles épaisses, bonne maîtrise de la zone affectée thermiquement Consommation d'énergie élevée, maintenance complexe, ne convient pas aux matériaux à forte réflexion
Laser à fibre Acier au carbone fin/moyen, acier inoxydable, cuivre, aluminium 1 080 Haute efficacité, haute qualité de faisceau, faibles coûts de maintenance Nécessite un traitement spécial pour les matériaux hautement réfléchissants (tels que le laiton, les tôles galvanisées)
Laser à disque Métaux non ferreux (cuivre, aluminium), matériaux réfléchissants 1 030-1 080 Convient aux métaux à forte réflexion, découpe stable Coût de l'équipement plus élevé, moins répandu

(2) Influence de la technologie de la tête de découpe

Les performances de la tête de découpe laser influencent directement la qualité de l'usinage, et les facteurs suivants sont les plus critiques :

  • Conception de la lentille de focalisation et de la buse : Influence la taille du point focal et la stabilité du flux de gaz, assurant la précision et l'efficacité de la découpe.
  • Système de mise au point automatique : S'adapte aux différentes épaisseurs de matériaux, maintenant la distance focale optimale.
  • Protection anti-reflet : Empêche les métaux hautement réfléchissants (tels que le cuivre, l'aluminium) d'endommager les composants optiques.

Conseils de sélection ：

  • Acier au carbone & acier inoxydable Tête de découpe standard utilisable.
  • Cuivre & Aluminium Il est recommandé d'utiliser une tête de découpe avec fonction anti-reflet.

2. Types et rôles des gaz de contrôle

Les différents gaz auxiliaires influencent directement l'efficacité de la découpe, la qualité des bords et les coûts. Voici les gaz courants et leurs scénarios d'application :

Type de gaz Matériaux applicables Rôle Avantages et inconvénients
Oxygène (O₂) Acier au carbone Combustion, accélère la vitesse de découpe, convient au traitement des tôles épaisses Avantages : Découpe rapide, convient aux tôles épaisses ;  Inconvénients : Facilement oxydable, bords avec marques de brûlure
Azote (N₂) Acier inoxydable, aluminium, laiton Protection inerte, réduit l'oxydation, améliore la finition des bords Avantages : Pas d'oxydation, convient à l'usinage de précision ;  Inconvénients : Consommation de gaz élevée, coût plus élevé
Air Acier au carbone fin, tôle galvanisée, aluminium Faible coût, convient aux besoins d'usinage généraux Avantages : Économique ;  Inconvénients : Qualité de découpe légèrement inférieure, ne convient pas aux applications exigeantes

Conseils d'association des gaz ：

  • Découpe d'acier au carbone (plus de 8mm) : Oxygène (pour augmenter la vitesse).
  • Acier inoxydable & tôle d'aluminium : Azote (réduit l'oxydation, améliore la brillance).
  • Découpe en série à faible coût : Air 。

3. Principe d'adaptation de la vitesse de découpe et de l'épaisseur

La vitesse de découpe doit être raisonnablement adaptée à l'épaisseur du matériau ; une vitesse trop rapide ou trop lente affectera la qualité.

(1) Effets négatifs d'une vitesse trop rapide

  • Découpe incomplète : Résidus de scories de fusion sur le matériau inférieur.
  • Augmentation des bavures : Coupes rugueuses, bords irréguliers.

(2) Effets négatifs d'une vitesse trop lente

  • Augmentation de la zone affectée thermiquement : Déformation accrue du matériau.
  • Efficacité réduite : Gaspillage de gaz, consommation d'énergie accrue

Tableau: Référence de vitesse de découpe laser recommandée (par exemple, laser à fibre)

Matériau 1mm 3mm 6mm 10mm
Acier au carbone (O₂) 12 m/min 4 m/min 2 m/min 1 m/min
Acier inoxydable (N₂) 15 m/min 5 m/min 2.5 m/min 0.8 m/min
Aluminium (N₂) 10 m/min 3 m/min 1.5 m/min 0.5 m/min

Méthode d'optimisation ：

  • Plaque fine (<3mm) : Augmenter la vitesse de manière appropriée pour réduire la déformation thermique
  • Plaque épaisse (>8mm) : Réduire la vitesse pour assurer une découpe par fusion complète

4. Défauts de qualité courants et méthodes d'ajustement des paramètres

Défaut Cause Solution
Bavure Vitesse trop élevée/Buse bouchée/Puissance insuffisante Réduire la vitesse, nettoyer la buse, augmenter la puissance
Bords brûlés Trop d'oxygène/Puissance trop élevée Utiliser de l'azote ou réduire la puissance, optimiser le rapport de gaz
Découpe incomplète Puissance insuffisante/Basse pression de gaz Augmenter la puissance, vérifier le système d'alimentation en gaz
Rayures obliques sur la coupe Décalage de la mise au point/Vitesse de coupe irrégulière Recalibrer la mise au point, optimiser le chemin de coupe et la courbe de vitesse

5. Conseils pratiques pour concilier précision et efficacité

✅ Choisir le bon type de laser : Le laser à fibre est adapté à la découpe rapide de tôles fines, le laser CO₂ est adapté à l'usinage de tôles épaisses
✅ Optimisation du gaz : Utiliser de l'azote pour une haute précision, de l'air pour une découpe économique
✅ Mise au point dynamique : Ajuster la mise au point en fonction de l'épaisseur du matériau pour réduire la déformation thermique
✅ Base de données de paramètres : Établir la combinaison optimale de puissance, de vitesse et de pression de gaz pour différentes épaisseurs de matériaux
✅ Maintenance régulière : Nettoyer le chemin optique, remplacer les buses, maintenir une découpe stable

Conclusion

Le processus de découpe laser doit trouver le meilleur équilibre entre vitesse, précision et qualité des bords. En choisissant judicieusement le type de laser, les paramètres de gaz et la vitesse de découpe, et en optimisant continuellement les réglages de l'équipement, l'efficacité de traitement et la qualité du produit fini peuvent être considérablement améliorées Les équipements de découpe laser HoneybeeCNC offrent les meilleures solutions pour toutes sortes de traitements métalliques grâce à leur grande stabilité et à leur système de contrôle intelligent

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