Для российского производства реальный рабочий диапазон по толщине у лазерной резки чаще всего лежит в пределах 12–20 мм. Это тот уровень, где можно держать предсказуемую геометрию, приемлемую скорость и качество кромки без героизма на режимах. Толще тоже режут, но там уже резко растут требования к газу, стабильности станка и падает скорость, а качество кромки становится сложнее уложить в требования по ГОСТ Р ИСО 9013-2022.
Что считать максимальной толщиной
В цеху под максимальной толщиной понимают разные вещи. Я разделяю на три уровня, чтобы не было разрыва ожиданий:
- Прорезает насквозь
Деталь отделилась, но кромка может быть с конусностью, гратом, местами с поджогом, особенно на углеродистой стали с O2. - Режет серийно и стабильно
Стабильный пропил, без пляски по фокусу и без постоянных подстроек, скорость адекватная, газ и расходники не улетают в космос. - Режет под требования к кромке и геометрии
Когда важны конусность, отклонение перпендикулярности, высота грата, ЗТВ, шероховатость и следы струйности. Тут уже ориентируемся на параметры качества реза по ГОСТ Р ИСО 9013-2022.
Волоконный или CO2: что по толщине реально отличается
Волоконный лазер (источник 1–12 кВт, часто встречаются Raycus и IPG на российском рынке) быстрее и стабильнее работает по большинству задач, особенно по нержавейке и алюминию на N2, и в целом проще держит скорость на средних толщинах. CO2 лазер может уверенно идти по углеродистой стали на O2, но по отражающим материалам (алюминий, медь, латунь) и по тонким кромкам обычно менее удобен в эксплуатации и чувствительнее к оптике и настройкам. Если нужно быстро сравнить именно типы лазеров, можно посмотреть мой разбор О выборе волоконного или CO2 лазера.
Таблица 1. Быстрый ориентир по максимальной толщине
Это не паспорт станка, а практический потолок для нормальной серийной резки при исправной механике, чистой оптике, стабильном газе и адекватном раскрое.
| Материал (типичный) | 1,5 кВт | 3 кВт | 6 кВт | 12 кВт |
|---|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь Ст3сп, 09Г2С (O2) | 6–8 мм | 10–12 мм | 16–20 мм | 20–25 мм |
| Нержавеющая 08Х18Н10 (N2) | 4–5 мм | 7–8 мм | 12–15 мм | 18–20 мм |
| Алюминий АМг3, АД31 (N2) | 2–3 мм | 5–6 мм | 10–12 мм | 15–20 мм |
| Медь М1 (N2) | 1–2 мм | 2–3 мм | 4–6 мм | 8–10 мм |
| Латунь Л63 (N2) | 2 мм | 3–4 мм | 6–8 мм | 10–12 мм |
Почему в заголовках часто фигурирует 12–20 мм: именно на этих толщинах легче одновременно держать скорость, расход газа и кромку без доработок.
От чего зависит, сколько миллиметров реально режет лазер
1) Мощность и плотность энергии
Упрощенная оценка для технолога:
E — энергия на единицу длины реза, Дж/мм
P — мощность, Вт
v — скорость реза, мм/с
Пример: 3000 Вт и скорость 1,2 м/мин
1,2 м/мин = 1200 мм/мин = 20 мм/с
E = 3000 / 20 = 150 Дж/мм
Чем толще металл, тем выше нужен E, но рост не линейный: часть энергии уходит в теплопроводность, часть в ЗТВ, плюс усложняется выдув расплава.
2) Тип газа
O2 для углеродистой стали дает экзотермическую реакцию и помогает резать толще при той же мощности, но появляется окалина, возрастает риск грата и шире ЗТВ. N2 для нержавейки и алюминия нужен для чистой кромки без оксидной пленки, но требует высокого давления и стабильной подачи.
3) Стабильность фокуса и механика
На больших толщинах критично:
- перпендикулярность головы к листу
- стабильность высоты по емкостному датчику
- биение сопла и соосность луча и сопла
- качество пробивки
4) Марка и состояние металла
Даже в рамках одной группы:
- горячекатаная сталь с окалиной режется иначе, чем чистый лист
- нержавейка разных плавок ведет себя по-разному
- алюминий с пленкой и загрязнениями дает больше дефектов кромки
Таблицы по материалам и режимам
Ниже таблицы сделаны так, как обычно удобно обсуждать с производством: мощность → толщина → скорость → газ плюс что обычно просить по кромке.
Важно: скорость сильно зависит от станка, оптики и головы, поэтому цифры ниже используйте как точку старта для пробника, а не как гарантию.
Таблица 2. Углеродистая сталь Ст3сп, 09Г2С (газ O2)
| Мощность | Толщина | Скорость, ориентир | Газ | Давление O2, ориентир | Сопло, ориентир | Качество кромки по ГОСТ Р ИСО 9013-2022 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 кВт | 6–8 мм | 0,8–1,2 м/мин | O2 | 0,6–1,0 бар | 1,2–1,6 мм | стандартное, под сварку допустимо |
| 3 кВт | 10–12 мм | 0,8–1,4 м/мин | O2 | 0,7–1,1 бар | 1,4–1,8 мм | стандартное |
| 6 кВт | 16–20 мм | 0,5–1,0 м/мин | O2 | 0,8–1,2 бар | 1,6–2,0 мм | технологическое, возможен грат |
| 12 кВт | 20–25 мм | 0,3–0,7 м/мин | O2 | 0,9–1,3 бар | 1,8–2,2 мм | технологическое, часто нужна зачистка |
Практический момент: на стали в районе 20+ мм чаще всего спор не про то, режет или нет, а про то, какой грат и какая конусность устроят дальше по процессу.
Таблица 3. Нержавеющая сталь 08Х18Н10 (газ N2)
| Мощность | Толщина | Скорость, ориентир | Газ | Давление N2, ориентир | Сопло, ориентир | Качество кромки по ГОСТ Р ИСО 9013-2022 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 кВт | 4–5 мм | 0,6–1,0 м/мин | N2 | 12–18 бар | 1,2–1,6 мм | повышенное, чистая кромка |
| 3 кВт | 7–8 мм | 0,6–1,0 м/мин | N2 | 14–20 бар | 1,4–1,8 мм | повышенное |
| 6 кВт | 12–15 мм | 0,4–0,8 м/мин | N2 | 16–22 бар | 1,6–2,0 мм | стандартное, следы струйности |
| 12 кВт | 18–20 мм | 0,25–0,55 м/мин | N2 | 18–25 бар | 1,8–2,2 мм | стандартное или технологическое |
Один типичный провал, который вижу на запуске: режут нержавейку 10–12 мм на N2, а давление реально не держится из-за магистрали или испарителя, и начинается грат снизу. Лечится не мощностью, а реальным контролем давления у головы и правильным соплом.
Таблица 4. Алюминий АМг3, АД31 (газ N2)
| Мощность | Толщина | Скорость, ориентир | Газ | Давление N2, ориентир | Сопло, ориентир | Качество кромки по ГОСТ Р ИСО 9013-2022 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 кВт | 2–3 мм | 1,2–2,5 м/мин | N2 | 12–18 бар | 1,0–1,4 мм | повышенное |
| 3 кВт | 5–6 мм | 0,9–1,6 м/мин | N2 | 14–20 бар | 1,2–1,6 мм | повышенное |
| 6 кВт | 10–12 мм | 0,5–1,0 м/мин | N2 | 16–22 бар | 1,4–2,0 мм | стандартное |
| 12 кВт | 15–20 мм | 0,25–0,6 м/мин | N2 | 18–25 бар | 1,6–2,2 мм | стандартное, контроль конусности |
По алюминию главный враг на толщине 12+ мм: стабильный выдув расплава. Если сопло подсело, коаксиальность ушла или давление пляшет, низ детали начинает сыпаться гратом.
Таблица 5. Медь М1 и латунь Л63 (газ N2)
По меди и латуни публичные таблицы обычно дают скорости, но редко публикуют полный набор по соплам и давлению. Ниже даю рабочий ориентир, который удобно закладывать в ТЗ и проверять пробником.
| Материал | Мощность | Толщина | Скорость, ориентир | Газ | Давление N2, ориентир | Сопло, ориентир | Комментарий по рискам |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Медь М1 | 3 кВт | 2–3 мм | 0,6–1,2 м/мин | N2 | 18–25 бар | 1,2–1,8 мм | высокий риск отражения, нужна стабильная защита головы |
| Медь М1 | 6 кВт | 4–6 мм | 0,25–0,6 м/мин | N2 | 20–25 бар | 1,6–2,2 мм | критична чистота поверхности и фокус |
| Латунь Л63 | 3 кВт | 3–4 мм | 0,6–1,0 м/мин | N2 | 18–25 бар | 1,4–2,0 мм | латунь обычно режется чуть спокойнее меди |
| Латунь Л63 | 6 кВт | 6–8 мм | 0,25–0,6 м/мин | N2 | 20–25 бар | 1,8–2,4 мм | следите за дросселем газа и соплом |
Если вам нужен общий справочник по материалам и их особенностям, он у меня вынесен отдельно: Особенности резки разных металлов.
Как в ТЗ привязать толщину к качеству по ГОСТ Р ИСО 9013-2022
ГОСТ Р ИСО 9013-2022 описывает, как оценивать качество поверхности реза при термической резке по геометрическим параметрам: перпендикулярность, отклонения формы, следы струйности, параметры поверхности и дефекты типа грата.
Чтобы производство не угадывало, в ТЗ лучше писать так:
- Материал и марка: Ст3сп, 08Х18Н10, АМг3
- Толщина и формат листа
- Газ: O2 или N2
- Назначение кромки: под сварку, под покраску, без зачистки, под посадку
- Требование к качеству кромки по ГОСТ Р ИСО 9013-2022: указать уровень требований и что контролируем (например, без выраженного грата, минимальная конусность, без поджога)
Чек-лист: как выбрать мощность и не промахнуться
- Шаг 1. Определить материал и цель кромки
Сталь под сварку допускает O2 и технологическое качество
Нержавейка и алюминий для чистой кромки обычно требуют N2 и стабильного высокого давления - Шаг 2. Выбрать рабочий диапазон толщин по таблице 1
Если вы попали в верхнюю границу, сразу закладывайте пробник. - Шаг 3. Проверить газовую часть
Достаточность производительности по N2 и реальное давление у головы
Стабильность O2 по давлению и чистоте - Шаг 4. Проверить голову
соосность луча и сопла
износ сопла
чистота защитного стекла
стабильность высоты реза - Шаг 5. Сделать пробник на вашей геометрии
На толщинах 12+ мм пробник экономит больше всего денег.
Типичные ошибки, которые съедают толщину и качество
- Переоценка мощности
Мощность сама по себе не спасает, если газ не держит давление или сопло подсело. - Игнорирование пробивки
На больших толщинах неправильная пробивка дает раковины, наплывы и дефект входа. - Резка нержавейки на недостаточном давлении N2
Сразу получите грат и грязную кромку. - Неправильный выбор газа на стали
На N2 сталь толще режется хуже по производительности, а на O2 кромка будет с окалиной, это надо понимать заранее.
FAQ
До какой толщины режет лазер 1,5 кВт
Практически: сталь 6–8 мм, нержавейка 4–5 мм, алюминий 2–3 мм. Если надо держать чистую кромку без доработок, потолок обычно ниже на 10–20 процентов.
Почему на стали можно толще, чем на нержавейке при той же мощности
На углеродистой стали с O2 часть энергии дает реакция окисления, поэтому толщина достижима выше. На нержавейке режем на N2 и качество держим давлением и выдувом расплава.
Можно ли резать толстую нержавейку без грата
Можно приблизиться, но ключевое не мощность, а стабильное давление N2, правильное сопло, фокус и скорость. На 12–20 мм почти всегда нужен пробник именно на вашей марке и раскрое.
Можно ли резать под дождем
Нормально резать по режимам нельзя: влажность, брызги и перепады температуры дают проблемы с оптикой, листом и электроникой. На улице режут только при нормальной защите зоны реза и головы, но это уже отдельная организация процесса.
Что писать в ТЗ, чтобы качество было предсказуемым
Материал и марку, толщину, газ, назначение кромки и требование к качеству поверхности реза по ГОСТ Р ИСО 9013-2022, плюс где критична геометрия и где допустима зачистка.
