Obrabotka Metallov. 2016 no. 3(72)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (72) 2016 19 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 4. Оптимальная скорость V q и оптимальная мощность лазерно-кислородной резки, критическая скорость V c перехода в неуправляемый режим и оп- тимальная скорость V q OL кислородно-лазерной резки в зависимости от толщины разрезаемого листа При помощи кислородно-лазерной резки разрезались листы стали обыкновенного каче- ства Ст3пс толщиной 18, 40 и 50 мм. Кроме того, разрезался лист толщиной 32 мм из высококаче- ственной стали 10ХСНД, которая применяется для изготовления мостовых конструкций и явля- ется возможным разрезаемым материалом при практическом использовании кислородно-лазер- ной резки. Стали Ст3пс и 10ХСНД близки по оп- тимальным режимам резки и характеристикам реза. С учетом того, что в работе ставится цель не детального исследования зависимости шеро- ховатости от свойств разрезаемого материала, а только оценки характерной величины шерохова- тости, составление такого ряда толщин и марок сталей можно считать оправданным. Качественный рез достигается при давлении кислорода в форкамере 0,6…0,8 МПа и зазо- ре между соплом и листом 4…5 мм. При этом диаметр пятна излучения на поверхности листа равен 4…4,5 мм, ширина реза – 3,4 мм. Фотогра- фии поверхности реза при толщине листа 40 мм и различном давлении кислорода показаны на рис. 5. Видно ухудшение качества поверхности и появление выраженной бороздчатой структу- ры при давлении 0,4 и 0,95 МПа ниже и выше оптимального. Оптимальная скорость резки, со- ответствующая минимуму шероховатости, слабо зависит от толщины в диапазоне 18…50 мм и рав- на 3,8…5 мм/с. Возможна резка и при большей скорости, листы толщиной 18 мм разрезались на скорости до 11,7 мм/с, но при этом существенно Рис. 5. Поверхность реза при кислородно-лазерной резке стальных пластин толщиной 40 мм; давление кислорода: а – 0,4 МПа; б – 0,65 МПа; в – 0,95 МПа а б в возрастала шероховатость и появлялся метал- лический грат на нижней кромке листа. Шеро- ховатость R z при резке в оптимальном режиме, измеренная на половине толщины, равна 15 мкм при толщине листа 32 и 23 мм при толщине 40 мм.Шероховатость поверхности при лазерной резке металлов растет с толщиной листа [1, 2]. В работах [10, 15] получена эмпирическая зави- симость шероховатости поверхности от толщи- ны листа при лазерно-кислородной резке низко- углеродистой стали СО 2 -лазером в оптимальном режиме – R z [мкм] = 1,15 t [мм] + 6,5. Таким обра- зом, кислородно-лазерная резка обеспечивает при близкой к предельной для лазерно-кисло- родной резки толщине 30…40 мм достаточно высокое качество реза – шероховатость поверх- ности соответствует шероховатости при вдвое меньшей толщине в случае лазерно-кислород- ной резки. Выводы Предложен критерий определения предель- ной толщины листа при качественной лазерно- кислородной резке низкоуглеродистой стали излучением СО 2 -лазера. Предельная толщина определяется из условия равенства оптималь- ной скорости резки, при которой шероховатость