Лазерная резка толстого металла — 10 мм и выше — это рубеж, на котором заканчивается «просто» и начинается технология. В нашем цехе волоконный лазер 3 кВт режет сталь до 20 мм — и каждые дополнительные 2 мм толщины требуют перенастройки режимов, терпения и опыта. За 500+ заказов мы накопили статистику по каждой толщине. В этой статье — без прикрас: что возможно, что на грани, а что нет.

Что происходит с резом на толщинах 10+ мм

На тонком металле (1-6 мм) процесс стабилен: луч прожигает лист за доли секунды, расплав выдувается, кромка ровная. На 10 мм и выше вступают три фактора усложнения.

Первый — теплопроводность. Сталь отводит тепло от зоны реза. На 10 мм это просто замедляет рез, на 20 мм — требует технологического прогрева точки входа: 1-2 секунды неподвижного луча перед началом движения. Без прогрева первые 3-5 мм реза идут с расширенной шириной паза.

Второй — конусность. Луч лазера расходится после фокальной плоскости. На 20 мм разница между шириной реза на входе и выходе достигает 0.2-0.3 мм. Это не брак — это физика.

Третий — нестабильность расплава. На толщине 20 мм объём расплавленного металла в канале реза в 20 раз больше чем на 1 мм. Малейшая турбулентность газа — и расплав не выдувается полностью, застывая каплями на нижней кромке.

Режимы резки стали — от 10 до 20 мм

Реальные цифры с нашего волоконного лазера 3 кВт, кислород, сопло 1.5 мм.

Толщина	Мощность	Скорость м/мин	Давление газа	Прогрев входа	Конусность
10 мм	100%	1.5-1.8	14 бар	0.5 сек	0.08-0.15 мм
12 мм	100%	1.0-1.3	14 бар	0.8 сек	0.10-0.20 мм
15 мм	100%	0.6-0.9	16 бар	1.2 сек	0.12-0.25 мм
20 мм	100%	0.3-0.5	16 бар	2.0 сек	0.15-0.30 мм

На 20 мм скорость падает до 0.3-0.5 м/мин — в 30 раз медленнее чем резка 2 мм. Один погонный метр реза на 20 мм занимает 2-3 минуты. Это главный фактор стоимости: цена растёт не линейно с толщиной, а скачком после 12 мм.

Для сравнения: плазменная резка на 20 мм идёт со скоростью 1.5-2.0 м/мин — в 4-5 раз быстрее. Но точность плазмы — ±0.5 мм против ±0.15 мм у лазера. Выбор между скоростью и точностью.

Что нельзя резать лазером на большой толщине

Есть ограничения, которые не обойти никакими настройками.

Отверстия меньше толщины. На 20 мм стали минимальное отверстие лазером — 20 мм. Меньше — расплав не выходит из канала, рез забивается. Если нужно отверстие 10 мм в стали 20 мм — только сверловка.

Острые внутренние углы. Минимальный радиус внутреннего угла на 20 мм стали — 1.5-2 мм. Луч физически не может развернуться под прямым углом на полной скорости — нужна петля или замедление. В чертеже закладывайте скругления.

Узкие перемычки. Минимальная ширина перемычки между двумя резами на 20 мм — 3 мм. Тоньше — перемычка деформируется от нагрева, геометрия детали плывёт.

Закалённые и термообработанные стали. Сталь после закалки (40+ HRC) режется лазером плохо: энергия луча уходит на преодоление внутренних напряжений, рез рваный. Для таких материалов — гидроабразивная резка или электроэрозия.

Практические советы

На 15+ мм закладывайте припуск на мехобработку. Конусность 0.2-0.3 мм — это реальность. Если деталь требует точного сопряжения, добавьте 0.5 мм припуска на сторону под чистовую фрезеровку.
Размещайте точку входа на неответственных кромках. Вход луча всегда чуть шире основного реза — на 0.1-0.3 мм. Размещайте его там где это не критично: на наружном контуре, в будущей отходной зоне.
Не группируйте толстые детали вплотную. На тонком металле общие линии реза экономят время. На 15+ мм две детали вплотную — двойная ширина реза из-за перегрева. Минимальный зазор между деталями — 2 мм на 10-15 мм и 3 мм на 20 мм.
Кислород — только кислород. На 10+ мм воздух и азот не дают экзотермии — скорость падает в 2-3 раза, качество кромки хуже. Только кислород.
Проверяйте лист на плоскостность. На 20 мм прогиб листа в 1-2 мм меняет фокусное расстояние — рез становится шире и рванее. Требуйте от поставщика металла допуск по плоскостности не хуже 3 мм/м.
Учитывайте остаточные напряжения. После проката в толстом листе есть внутренние напряжения. При резке они высвобождаются — деталь может «повести» на 0.5-2 мм. Для ответственных деталей — правка после резки или отжиг листа перед.
Сварка после лазера 20 мм — обязательна зачистка. Кислородная кромка на толстом металле даёт окалину толщиной 20-50 мкм — это мешает провару. Пескоструй или зачистка болгаркой перед сваркой.
Сравнивайте стоимость с альтернативами. На 20 мм стали лазерная резка стоит от 520 ₽/м. Плазма — от 150 ₽/м. Если точность ±0.5 мм достаточна — плазма выгоднее. Если нужно ±0.15 мм — лазер.
Делайте пробный рез на новом металле. Разные плавки одной марки стали режутся по-разному. Пробный образец 100×100 мм покажет реальную скорость и качество до запуска партии.
Присылайте DXF с указанием толщины. «Сталь 20 мм, 5 шт» в названии файла — и заказ идёт в работу сразу. Без указания толщины — звонок, уточнение, потеря часа.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли резать 25 мм стали на вашем лазере?

Нет. Максимум — 20 мм. На 25 мм мощности 3 кВт не хватает для стабильного сквозного прожига. Для таких толщин — плазма или гидроабразив.

Почему скорость реза 20 мм в 30 раз медленнее чем 2 мм?

Потому что объём удаляемого металла растёт пропорционально толщине, а мощность лазера фиксирована. Каждый дополнительный миллиметр толщины забирает часть энергии — скорость падает.

Насколько критична конусность 0.3 мм для конструкционных деталей?

Для большинства строительных металлоконструкций — некритична. Допуски в строительстве — ±1-2 мм. Конусность 0.3 мм теряется в этих допусках.

Можно ли резать нержавейку 15 мм?

На нашем лазере 3 кВт — нет. Максимум нержавейки — 12 мм. Причина: нержавейка имеет более высокую вязкость расплава, для стабильного прожига 15 мм нужно 4-6 кВт.

Влияет ли марка стали на качество реза на 20 мм?

Да, значительно. Сталь Ст3 режется стабильнее чем 09Г2С на тех же толщинах: меньше легирующих элементов — равномернее теплопроводность — ровнее рез.

Почему цена реза 20 мм стали 520 ₽/м а не 10×56=560 ₽/м?

Цена не линейна. На 20 мм мы используем 100% мощности, повышенное давление газа, более частую замену сопел. Износ оборудования на толстом металле выше — это заложено в цену.

Заключение

Толстый металл — это проверка компетенции. Не каждый цех возьмётся за 20 мм, и не каждый сделает качественно. В нашем цехе мы режем сталь до 20 мм с пониманием всех ограничений — и честно говорим клиенту когда лазер не лучший выбор. Присылайте чертёж — оценим реальные возможности для вашей толщины.

Рассчитать стоимость Отправить чертёж