Все статьи

Практическое руководство ORGPLEX

Какую толщину металла режет лазер: сталь, нержавейка, алюминий

Лазерный станок режет металл в широком диапазоне толщин, но у каждого материала своя граница — и её нельзя просто взять и перенести с одного металла на другой. Сталь 20 мм и алюминий 20 мм под лазером ведут себя совершенно по-разному. Разберём конкретные цифры для трёх самых распространённых материалов и объясним, от чего эти цифры зависят.

Искры при лазерной резке металла на станке

Почему максимальная толщина у каждого металла своя

Лазер режет металл за счёт локального нагрева до температуры плавления или испарения. Насколько эффективно это происходит — зависит от двух физических свойств материала: насколько хорошо он поглощает лазерное излучение и насколько быстро отводит тепло от зоны реза.

Углеродистая сталь поглощает излучение волоконного лазера хорошо и отводит тепло умеренно — поэтому режется лучше всего. Нержавейка тоже хорошо поглощает излучение, но плохо рассеивает тепло, что требует точнее подбирать режимы. Алюминий отражает значительную часть луча и при этом очень быстро отводит тепло от зоны реза — поэтому при той же мощности станка режется на меньшую толщину, чем сталь.

толщина метала

Мощность станка при этом решает многое, но не всё. Один и тот же станок на 6 кВт даст разные результаты на стали и алюминии — не потому что «мощности не хватает», а потому что физика материалов разная.

Сталь: самый благодарный материал

Углеродистая сталь режется лазером лучше всех остальных металлов. Рез получается чистым, скорость высокая, качество кромки предсказуемое. Именно на стали лазер демонстрирует свои максимальные возможности по толщине.

Мощность станкаРабочая толщинаМаксимальная толщинаГаз
3 кВт до 10 мм до 14 мм O₂ / N₂
6 кВт до 16 мм до 20 мм O₂ / N₂
12 кВт до 25 мм до 40 мм O₂ / N₂

При резке кислородом скорость выше, но на кромке остаётся оксидный слой — тёмный налёт. Для конструкционных деталей это нормально. Если деталь потом красится порошком — лучше резать азотом или зачистить кромку перед покраской: оксид ухудшает адгезию.

кислородная резка

На толщинах до 6 мм лазер уверенно обходит плазму по точности и качеству реза. От 20 мм и выше плазменная резка становится экономически выгоднее: скорость лазера на больших толщинах падает, а стоимость реза растёт.

Нержавеющая сталь: чистая кромка, но нужен азот

Нержавейка режется хуже углеродистой стали при той же мощности — примерно на треть меньше по толщине. Главная причина — низкая теплопроводность. Тепло концентрируется в зоне реза и не рассеивается быстро, что требует точнее управлять режимами.

Мощность станкаРабочая толщинаМаксимальная толщинаГаз
3 кВт до 5 мм до 8 мм N₂
6 кВт до 10 мм до 14 мм N₂
12 кВт до 16 мм до 25 мм N₂

Нержавейку режут только азотом. При резке кислородом кромка окисляется и темнеет — появляются цвета побежалости. Для видовых изделий это недопустимо: испорченный внешний вид и нарушенная коррозионная стойкость в зоне реза. Азот вытесняет кислород из зоны реза и даёт светлую чистую кромку без какой-либо обработки после.

резка азотом

Ещё один нюанс — тонкий лист нержавейки коробится при перегреве. На толщинах до 2 мм это критично: нужен точный контроль мощности и скорости. Хороший станок с правильно подобранными режимами справляется без деформаций.

Алюминий: сложнее, но решаемо

Алюминий — самый капризный из трёх материалов. Он отражает значительную часть лазерного излучения и одновременно быстро отводит тепло от зоны реза. В результате для той же толщины нужна заметно большая мощность, чем для стали.

Мощность станкаРабочая толщинаМаксимальная толщинаГаз
3 кВт до 4 мм до 6 мм N₂
6 кВт до 8 мм до 12 мм N₂
12 кВт до 14 мм до 20 мм N₂

Алюминий режут только азотом — кислород вступает в реакцию с расплавом и даёт пористую рыхлую кромку. Качество реза на алюминии в целом чуть ниже, чем на стали: кромка может быть немного шершавее, особенно на толщинах от 8 мм. Для большинства конструкционных задач это приемлемо, для декоративных — стоит делать тестовый рез заранее.

резка алюминия азотом

Сплав алюминия тоже влияет на результат. Технический алюминий АД1 режется лучше, чем дюралюминий Д16 или сплавы серии 6000 с высоким содержанием магния. Перед нестандартным сплавом — тестовый рез обязателен.

Сводная таблица по трём материалам на станке 6 кВт

МатериалРабочая толщинаМаксимумГазКачество кромки
Углеродистая сталь до 16 мм до 20 мм O₂ или N₂ Хорошее; с O₂ — оксидный слой
Нержавеющая сталь до 10 мм до 14 мм N₂ Чистая, без потемнения
Алюминий до 8 мм до 12 мм N₂ Хорошее, чуть шершавее стали

Когда лазер проигрывает другим методам

Лазерная резка оптимальна до 20 мм для стали и до 12–14 мм для нержавейки и алюминия. За этими пределами скорость падает, рез дорожает, и плазменная резка или гидроабразив становятся выгоднее.

плазменная резка толстого листа

Второй случай — медь и латунь. Медь отражает лазерное излучение лучше всех металлов, поэтому режется плохо даже на мощных станках. На тонком листе до 3–4 мм лазер справляется, дальше — лучше рассматривать гидроабразив.

Третий случай — очень маленькие детали из толстого металла. Лазер держит точность хорошо, но при большой толщине угол реза немного отклоняется от вертикали. Это нужно учитывать в допусках чертежа.

Где заказать лазерную резку металла

Компания Orgplex выполняет лазерную резку металла — сталь, нержавейка, алюминий — с максимальным размером заготовки 3000×1500 мм. Минимальный заказ от 5 000 ₽. Специалисты подберут режимы под материал и толщину, рассчитают стоимость по чертежу и при необходимости возьмут на себя смежные операции. Если нужны готовые изделия из металла под ключ — от резки до покраски — это тоже закрывается на одном производстве.

FAQ

Какую максимальную толщину режет лазерный станок?

Зависит от мощности и материала. Углеродистая сталь — до 40 мм на станках 12+ кВт. Нержавейка — до 25 мм. Алюминий — до 20 мм. На практике большинство заказов укладываются в диапазон до 20 мм — там и скорость, и качество оптимальны.

Почему алюминий режется хуже стали при той же мощности?

Алюминий отражает часть лазерного излучения и очень быстро отводит тепло от зоны реза. В итоге для той же толщины нужна заметно большая мощность или меньшая скорость подачи.

Каким газом режут нержавейку?

Только азотом. Кислород окисляет кромку — она темнеет и покрывается цветами побежалости. Азот вытесняет кислород из зоны реза и даёт светлую чистую кромку без дополнительной обработки.

Влияет ли марка стали на качество реза?

Да. Конструкционные стали типа Ст3 и Ст20 режутся хорошо. Высокоуглеродистые и легированные стали — сложнее. Перед нестандартными марками стоит делать тестовый рез.

Нужно ли зачищать кромку после лазерной резки?

При резке азотом — как правило, нет. При резке стали кислородом на кромке остаётся оксидный слой: если деталь будет краситься, лучше зачистить. На нержавейке и алюминии при правильных режимах зачистка не нужна.

Можно ли резать лазером оцинкованную сталь?

Можно, но пары цинка при нагреве токсичны — нужна хорошая вытяжная вентиляция. Покрытие в зоне реза выгорает, что нужно учитывать при проектировании детали.

При какой толщине лазер выгоднее плазмы?

До 12–15 мм лазер точнее и даёт более чистую кромку. Свыше 20 мм плазма быстрее и дешевле на углеродистой стали. Если важна точность — лазер. Если важна скорость на большой толщине — плазма.

ORGPLEX
Хотите уточнить детали?

Оставьте заявку на консультацию. Мы с вами оперативно свяжемся