Ces dernières années, la technologie de découpe laser a conquis l'industrie manufacturière en raison de sa grande efficacité, de sa précision et de son débit. Les fabricants utilisent désormais la technologie laser pour couper et façonner la plupart des types de métaux, y compris l'acier doux, l'alliage d'aluminium, l'acier inoxydable et galvanisé, etc.
Parmi les autres matériaux pouvant être découpés au laser, les plaques et les tubes en acier au carbone se distinguent par leur utilisation répandue dans la fabrication et la construction.
Nous avons préparé ce guide définitif pour vous fournir les détails des plaques d'acier au carbone découpées au laser. Nous couvrirons tout, des bases de la technologie de découpe laser aux facteurs affectant la qualité des bords.
Ainsi, que vous soyez nouveau dans le monde de la découpe au laser ou que vous cherchiez à affiner vos compétences, ce guide sera une ressource précieuse pour maîtriser l'art de la découpe de l'acier au carbone.
Qu'est-ce que la découpe laser ?
Comme son nom l'indique, la découpe au laser est un processus de fabrication dans lequel la tôle est découpée au laser. Dans ce processus, la pièce métallique est placée dans une machine de découpe laser, dans laquelle un faisceau laser à haute intensité fond, vaporise et coupe les matériaux.
Comparé aux processus de découpe conventionnels, le processus de découpe au laser est très précis et découpe avec précision tous les types de métaux, y compris les alliages d'aluminium et les tôles d'acier doux et au carbone. C'est pourquoi la technologie laser gagne considérablement en popularité.
Le système de découpe laser peut avoir une technologie fibre ou CO2 basée sur le support utilisé pour générer et propager le laser fibre. Les lasers à fibre sont plus répandus dans le secteur de la découpe au laser.
Quelles sont les caractéristiques de l'acier au carbone ?
L'acier au carbone est un alliage de fer contenant du carbone comme principal élément d'alliage. La teneur en carbone varie de 0 % à 05 %, où le pourcentage le plus élevé indique plus de dureté et de résistance.
Certaines des propriétés clés de l'acier au carbone comprennent sa haute résistance à la traction, sa bonne usinabilité et sa capacité à être traité thermiquement pour une dureté accrue. Il est également relativement facile à souder et à façonner en différentes formes, ce qui en fait un matériau polyvalent dans la fabrication.
Types d'acier au carbone couramment utilisés dans les applications industrielles
En fonction du pourcentage de teneur en carbone, il existe plusieurs types d'acier au carbone. Certains des plus courants utilisés par les fabricants comprennent:
- Acier à faible teneur en carbone contient jusqu'à 0.30 % de carbone et est utilisé pour les applications nécessitant une bonne formabilité et soudabilité. Étant ductile, ce type d'acier est utilisé pour la fabrication de tuyaux et de vannes.
- Acier au carbone moyen contient de 0.30 % à 0.60 % de carbone et est utilisé lorsqu'une résistance et une résistance à l'usure plus élevées sont requises. Ses applications courantes sont les pièces mécaniques telles que les vilebrequins et les voies ferrées.
- Acier à haute teneur en carbone contient 0.60 % à 2.0 % de carbone et est utilisé pour les applications nécessitant une résistance et une dureté élevées, telles que les outils de coupe et les ressorts.
| Type d'acier au carbone | La teneur en carbone | Qualités industrielles | Applications |
| Acier à faible teneur en carbone | 0.05% - 0.30% | A36, ASTM 1010, 1020 | Construction de bâtiments, soudage, usinage |
| Acier au carbone moyen | 0.30% - 0.60% | ASTM A229, 2029 | Engrenages, arbres, essieux, pièces de machines |
| Acier à haute teneur en carbone | 0.60% - 2.00% | 1095, A440 | Couteaux, lames, outils de coupe, ressorts, machines |
Comment la teneur en carbone affecte les propriétés de l'acier ?
Le carbone étant le contenu principal de cet alliage de fer, toutes les propriétés mécaniques en dépendent finalement. Le visuel de contrainte-déformation ci-dessus illustre ce comportement.
À mesure que la teneur en carbone augmente, l'acier devient plus dur et plus résistant, mais sa fragilité augmente également. De plus, la teneur élevée en carbone réduit la soudabilité et la ductilité de l'acier, ce qui le rend plus difficile à travailler.
À l'inverse, une teneur en carbone plus faible augmente la formabilité de l'acier mais réduit sa dureté et sa résistance. Cependant, lorsque la teneur en carbone se situe dans la plage médiane, le matériau est le plus difficile, c'est-à-dire qu'il présente une résistance élevée ainsi qu'une ductilité élevée.
Comment fonctionne la découpe laser sur l'acier au carbone ?
La découpe laser sur acier au carbone fonctionne sur un principe similaire que nous avons mentionné précédemment dans la section découpe laser. Le faisceau laser frappe la surface de l'acier au carbone et chauffe le matériau au point où il fond et se vaporise, créant une coupe étroite et nette.
Le processus de découpe est contrôlé avec une grande précision à l'aide d'un logiciel de CAO, ce qui permet de découper facilement des formes complexes et complexes. Le type et la puissance de la machine de découpe laser dépendront de l'épaisseur de la tôle à découper.
Facteurs pouvant affecter la qualité des plaques et tubes en acier au carbone découpés au laser
La qualité des découpes au laser est affectée par plusieurs facteurs. Certains des facteurs clés qui doivent être contrôlés sont les suivants :
Épaisseur du matériau et diamètre du tuyau :
L'épaisseur d'une tôle et le diamètre du tuyau sont les principaux facteurs qui affectent la qualité de la coupe. Les matériaux plus épais nécessitent plus de puissance laser et des vitesses d'alimentation plus lentes, tandis que les matériaux plus fins nécessitent moins de puissance et des vitesses d'alimentation plus rapides.
De plus, les machines de découpe laser à fibre ont des contraintes d'épaisseur. La plupart d'entre eux peuvent couper jusqu'à une épaisseur de paroi de 2.75 pouces. Il en va de même pour le diamètre du tuyau. Notre machine de découpe de tubes laser à fibre peut couper un diamètre du tuyau de 19.69 pouces.
Laser Power:
La puissance du laser détermine l'intensité du faisceau et peut affecter la qualité de la coupe. Une puissance laser plus élevée peut fonctionner avec des vitesses de coupe plus rapides et fournir une meilleure qualité de bord. Cependant, il peut ne pas convenir si la tôle dépasse une certaine épaisseur.
Taux d'alimentation :
La vitesse d'avance est la vitesse du laser à travers le matériau. Cela peut affecter la qualité de la coupe en contrôlant la quantité de chaleur générée. Des vitesses d'avance plus élevées peuvent entraîner des vitesses de coupe plus rapides, mais elles peuvent également réduire la qualité de la coupe.
Domaines d’intérêt :
La focalisation du faisceau laser peut affecter la qualité de la coupe. Un faisceau correctement focalisé produira une coupe nette, précise et cohérente, tandis qu'un faisceau non focalisé peut entraîner une coupe plus large et une qualité de bord inférieure.
Sélection de gaz :
L'oxygène, l'azote et l'air comprimé sont couramment utilisés comme gaz d'assistance pour la découpe au laser de l'acier au carbone. Cependant, le gaz approprié est sélectionné en fonction de l'épaisseur du matériau et du type d'acier au carbone. Généralement, l'oxygène est utilisé dans la découpe au laser de l'acier doux.
Pression de l'air:
La pression d'air utilisée pour fournir le gaz d'assistance affecte également la découpe au laser. Trop de pression peut provoquer une déformation ou une oxydation du matériau, tandis qu'une pression trop faible peut entraîner des coupes incomplètes ou une mauvaise qualité des bords.
Quels sont les avantages de la découpe laser de l'acier au carbone ?
La découpe au laser est un processus avancé et offre de nombreux avantages par rapport aux méthodes de découpe traditionnelles. Certains des principaux sont:
- La découpe au laser donne des coupes précises avec des tolérances serrées, permettant des formes et des conceptions complexes.
- Il s'agit d'une méthode de coupe rapide qui peut couper rapidement et efficacement des matériaux épais.
- Grâce à une machine de découpe laser à fibre, nous pouvons découper une large gamme de matériaux, notamment l'acier au carbone, l'acier inoxydable, l'aluminium et les plastiques.
- La découpe laser focalisée produit des bords nets et lisses qui nécessitent une finition minimale. Ainsi, réduisant le besoin de traitement supplémentaire.
- Étant donné que le laser est dirigé avec précision vers une zone cible, une quantité infime de déchets est produite pendant le processus de découpe. Cela réduit encore les coûts des matériaux et améliore l'efficacité.
- La découpe au laser peut être entièrement automatisée, ce qui réduit les coûts de main-d'œuvre et améliore la productivité.
- Malgré l'investissement initial dans l'équipement, la découpe au laser à fibre peut être rentable à long terme en raison de sa précision, de sa vitesse et de la réduction des déchets.
- Les découpeuses au laser ne dégagent pas de fumées ou d'émissions importantes, ce qui en fait une méthode de découpe plus respectueuse de l'environnement par rapport aux méthodes de découpe traditionnelles.
- Les machines de découpe au laser produisent un minimum de bruit et de vibrations, ce qui réduit le risque de blessure et de fatigue des travailleurs.
Problèmes courants lors du processus de découpe au laser
La découpe au laser ne produit pas toujours des résultats parfaits comme les autres procédés de fabrication. Certains problèmes peuvent parfois survenir, entraînant des défauts dans la tôle.
Voici une liste de certains problèmes courants auxquels vous pouvez être confrontés pendant le processus de découpe au laser :
Large incision en bas
Dans certains cas, vous observerez que l'incision produite est plus large et la ligne de traction décalée (se référer à la figure ci-dessus). Dans ce cas, soit la puissance du laser et la pression d'air sont réglées trop bas, soit la vitesse d'avance et la mise au point sont réglées trop haut. Réinitialisez ces paramètres pour résoudre le problème.
Dégoulinant de bavures de la surface inférieure
Lorsque la vitesse d'alimentation et la mise au point sont élevées, la surface de la plaque d'acier bavure sur la surface, comme une limace. Vous remarquerez qu'il coule le long de la surface inférieure. Vous pouvez envisager d'augmenter la mise au point et la vitesse d'alimentation pour résoudre le problème.
Seule la partie supérieure de la tôle est supprimée
Lorsque les paramètres ne sont pas sélectionnés en fonction de l'épaisseur de la tôle, l'action de coupe n'est pas effectuée avec succès, ce qui entraîne une opération de coupe incomplète. Dans ce cas, vous devez réduire la vitesse d'alimentation et augmenter la puissance du laser.
La coupe donne une surface rugueuse
Dans certains cas, la surface produite manque de précision. Cela peut être dû à plusieurs raisons, notamment une buse endommagée, une pression d'air élevée ou une plaque métallique de finition de surface médiocre. Pour résoudre le problème, vous pouvez essayer de réduire la pression d'air, de remplacer la buse ou de nettoyer la surface métallique.
Comment préparer les plaques et les tubes en acier au carbone pour la découpe au laser ?
Voici un guide étape par étape pour préparer des plaques d'acier au carbone et des tubes de cuivre pour la découpe au laser :
Étape 1 : Nettoyer le matériel
Placez votre tôle dans un endroit sûr et retirez toute saleté, huile ou autres contaminants de la surface. Pour ce faire, vous pouvez utiliser un solvant ou un dégraissant.
Étape 2 : Retirer les revêtements de surface
Si la plaque métallique présente des revêtements de surface, par exemple de la peinture ou de la rouille, éliminez-les avant l'opération de découpe au laser. Vous pouvez enlever ces revêtements via un décapant chimique ou des méthodes mécaniques telles que le meulage ou le sablage.
Étape 3 : Aplatir le matériau
La tôle doit être plate pour que le laser frappe avec précision. Il serait donc utile de vous assurer que le matériau est plat et exempt de toute déformation ou distorsion. Vous pouvez y parvenir avec un rouleau. Cette étape ne s'applique pas à un tube métallique, mais vous devez vous assurer qu'il est plat.
Étape 4 : Sécurisez le matériel :
Une fois que la plaque ou le tube métallique est nettoyé et prêt en usine, fixez-le au lit de coupe pour limiter son mouvement de coupe. Vous pouvez utiliser des pinces ou des aimants, tout ce qui est placé dans cette machine.
Applications de la découpe laser de l'acier au carbone
La découpe au laser est utilisée pour couper l'acier au carbone, qui est largement utilisé dans un large éventail d'industries, de l'aérospatiale et de l'automobile à l'industrie de la construction et de la publicité. Vous pouvez vous référer au tableau 2 pour voir les applications de la découpe laser dans une gamme d'industries.
| Industrie | Applications |
| Industrie aerospatiale | Tôles, tubes et composants composites |
| Automobile | Systèmes d'échappement, panneaux de carrosserie, cadres |
| Construction | Plaques, tubes et poutres en acier pour bâtiments, ponts, tunnels |
| Energie | Échangeurs de chaleur, turbines, pipelines |
| Dispositifs médicaux | Instruments chirurgicaux, implants, matériel de diagnostic |
| Signalétique | Découpe et gravure de métal pour enseignes et présentoirs |
| PETROLE ET GAZ | Composants pour plates-formes pétrolières, pipelines et réservoirs de stockage |
| Agriculture | Composants pour équipements et machines agricoles |
| Traitement des métaux | Couper, percer, souder et façonner le métal pour diverses utilisations industrielles |
| Construction navale | Composants pour navires et bateaux |
Découpeurs laser de qualité pour couper l'acier au carbone
La qualité d'une machine de découpe laser peut jouer un rôle essentiel dans l'obtention des résultats souhaités lors de la découpe de plaques et de tubes en acier au carbone.
Chez Baison laser, nous développons des machines de découpe laser de haute qualité qui peuvent tôler avec précision des tubes métalliques. Même, notre découpe laser de tôles d'entrée de gamme machine a une précision de positionnement de ±0.05 mm/m.
De même, nous avons machines de découpe de tubes au laser, capables de couper des tubes de toutes longueurs et de grands diamètres avec une grande précision.
Comment obtenir des coupes parfaites à l'aide d'un découpeur laser ?
Pour tirer le meilleur parti de la découpe laser, il est essentiel que vous puissiez respecter les instructions suivantes :
Préparer le matériel
Le faisceau laser frappe la tôle à découper. Ainsi, si la pièce elle-même a une surface médiocre, le laser ne coupera pas efficacement, ce qui entraînera une surface de coupe rugueuse. Il est donc nécessaire de préparer le matériau avant de le découper.
Choisissez le bon gaz d'assistance :
Le choix du gaz d'assistance peut affecter la qualité de la coupe et la vitesse du processus. L'oxygène est souvent utilisé pour les matériaux plus épais, tandis que l'azote est utilisé pour les matériaux plus minces.
Optimisez le chemin de découpe :
Utilisez un logiciel pour optimiser le chemin de coupe, en tenant compte de la forme et de l'épaisseur du matériau. Cela peut aider à minimiser le nombre de coupes et à réduire les déchets.
Assurez-vous que les paramètres de la machine sont corrects :
Une fois toutes les étapes de préparation et le nettoyage terminés, réglez correctement la puissance, la vitesse et la mise au point du laser pour le matériau à couper. Cela peut être fait à l'aide du panneau de commande ou du logiciel de la machine ou du système.
Conclusion
La découpe au laser est une méthode très efficace pour couper des plaques et des tuyaux en acier au carbone. Bien que la méthode semble complexe, nous pensons que ce guide vous aurait aidé à comprendre les bases de la découpe laser. Lors de l'optimisation du processus de découpe au laser, il est essentiel de prendre en compte des facteurs tels que l'épaisseur du matériau, la puissance du laser, la vitesse d'alimentation, la mise au point et la pression d'air.
Laser de base est l'un des fabricants pionniers de machines de découpe laser. Nous avons développé une gamme de machines de découpe laser à fibre pour couper à travers n'importe quelle tôle ou tuyau.
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