Дослідження процесу лазерного різання з метою підвищення якості обробки

Попович, Вячеслав Валентинович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7766
Full metadata record
DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Коваленко, Юрій Іванович	-
dc.contributor.author	Попович, Вячеслав Валентинович	-
dc.date.accessioned	2026-03-11T13:14:33Z	-
dc.date.available	2026-03-11T13:14:33Z	-
dc.date.issued	2025	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7766	-
dc.description.abstract	АНОТАЦІЯ На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження процесу лазерного різання з метою підвищення якості обробки». Виконавець: студент групи мНТ-42 Попович Вячеслав Валентинович. Керівник: кандидат технічних наук, доцент Коваленко Юрій Іванович. Кваліфікаційна робота містить 109 сторінку формату А4, 24 рисунків, 2 таблиці, 22 літературних джерел. В кваліфікаційній роботі магістра було проведено аналіз сучасних методів різання матеріалів. В якості перспективного методу розкрою листових матеріалів вибрано лазерне різання, розглянуто теоретичні основи лазерного різання. Розглянуто ключові аспекти, що визначають ефективність та можливості сучасних систем лазерного різання. Проаналізовано особливості конструкції та принципи роботи обладнання для лазерного різання, що дозволило окреслити основні вимоги до його технічних характеристик та умов експлуатації. Досліджено особливості перебігу процесу лазерного різання, включаючи взаємодію лазерного випромінювання з матеріалом, механізми формування різу та фактори, які впливають на його якість. Окрему увагу приділено верстату для лазерного різання LTC, функціональні можливості та технічні переваги якого підтверджують доцільність його застосування для високоточної обробки листових матеріалів. Розглянуто основні параметри лазерного різання, брак при лазерному різанні, визначення впливу технологічних параметрів на якість лазерного різання нержавіючої сталі, вуглецевої сталі. В розділі охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях був проведений аналіз небезпечних та шкідливих факторів при лазерному різанні металів.	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	Лазерне різання	uk_UA
dc.title	Дослідження процесу лазерного різання з метою підвищення якості обробки	uk_UA
dc.type	Master Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	131 Прикладна механіка (Обробка металів за спецтехнологіями)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
Попович.pdf Restricted Access		2.37 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show simple item record
Extracted text
 
Міністерство освіти і науки України 
Черкаський державний технологічний університет 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв 
 
До захисту допущено: 
Завідувач кафедри ТОМВ 
____________Георгій КАНАШЕВИЧ 
«_____»_____________2025р. 
 
Пояснювальна записка 
до кваліфікаційної роботи магістра 
 
на тему: «Дослідження процесу лазерного різання з метою підвищення 
якості обробки»  
 
 
Виконав: здобувач 2 курсу, групи мНТ-42 
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка» 
Освітня програма – «Обробка металів за 
спецтехнологіями» 
Попович Вячеслав Валентинович  
Керівник: к.т.н., доцент Коваленко Ю. І. 
Рецензент: головний інженер   ДП «Семпал» 
 Якушев І.В. 
 
 
 
 
 
 
 
Черкаси 2025 р. 
2 
Черкаський державний технологічний університет 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв 
Освітній рівень  магістерський. 
Спеціальність 131 «Прикладна механіка». 
Освітня програма «Обробка металів за спецтехнологіями» 
 
        ЗАТВЕРДЖУЮ: 
        Завідувач кафедри ТОМВ 
 Георгій КАНАШЕВИЧ 
        «       »       ____________2025 р. 
 
 
ЗАВДАННЯ 
на кваліфікаційну роботу магістра 
 
Поповичу Вячеславу Валентиновичу 
(прізвище, ім’я, по батькові) 
1. Тема роботи «Дослідження процесу лазерного різання з метою 
підвищення якості обробки» . 
Керівник  роботи Коваленко Юрій Іванович, к.т.н., доцент 
                                            (прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) 
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного 
університету від 
 «15» вересня 2025р. №261/03-03 
2. Термін подання здобувачем роботи 30.11.2025р. 
3. Вихідні дані до роботи: технологія лазерного різання, верстат для 
лазерного різання  
4. Зміст пояснювальної записки: Гідроабразивне різання; Плазмове різання; 
Лазерне різання; Теоретичні основи лазерного різання; Особливості 
обладнання для лазерного різання; Особливості процесу лазерного різання; 
Верстат для лазерного різання LTC; Параметри лазерного різання; Брак при 
лазерному різанні; Дослідження впливу технологічних параметрів на якість 
лазерного різання низьковуглецевої сталі; Охорона праці та безпека в 
надзвичайних ситуаціях.  
 
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових 
креслеників, плакатів, презентацій тощо Тема, мета, задачі; Технологічне 
обладнання для лазерного різання; Графік залежності шорсткості різання від 
товщини листа; Графік залежності швидкості різання від товщини листа; 
3 
Графік залежності шорстокості поверхні від швидкості різання при товщині 
листа 2,5 мм; Графік залежності швидкості різання  в залежності від 
товщини матеріалу при лазерному різанні  нержавіючої сталі; Графік 
залежності швидкості різання від потужності лазерного випромінення; 
Основні дефекти при лазерному різанні металу та способи їх усунення; 
Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях; Висновки. 
6. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується 
Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата 
Розділ 
консультанта завдання видав завдання прийняв 
Розділ 1-3 Коваленко Юрій Іванович   
Розділ 4 Цікановський Володимир Леонідович   
 
7. Дата видачі завдання 16.09.2025 р. 
Календарний план 
№ Назва етапів дипломного  Строк   
Примітка  
з/п роботи  виконання етапів роботи 
1 Збір інформації для написання КРМ 16.04. - 01.10.2025  
2 Написання І розділу КРМ 02.10.-15.10.2025  
3 Написання ІІ розділу КРМ 16.10 – 24.10.2025  
4 Написання ІІІ розділу КРМ 25.10 – 2.11.2025  
5 Написання розділу з охорони праці 03.11 – 09.11.2025  
6 Оформлення пояснювальної записки 10.11 – 25.11.2025  
7 Оформлення графічної документації 26.11 – 04.12.2025  
8 Захист роботи 19.12.-23.12.2025р.  
    
    
 
 
Здобувач                                 ___________              __Вячеслав ПОПОВИЧ__ 
      Підпис       Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ 
 
Керівник                                  ___________           ___Юрій КОВАЛЕНКО__ 
      Підпис       Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ 
 
 
 
 
 
4 
АНОТАЦІЯ 
 
На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження процесу 
лазерного різання з метою підвищення якості обробки». 
Виконавець: студент групи мНТ-42 Попович Вячеслав Валентинович. 
Керівник: кандидат технічних наук, доцент Коваленко Юрій Іванович. 
Кваліфікаційна робота містить 109 сторінку формату А4, 24 рисунків,  2 
таблиці, 22 літературних джерел. 
В кваліфікаційній роботі магістра було проведено аналіз сучасних 
методів різання матеріалів. В якості перспективного методу розкрою листових 
матеріалів вибрано лазерне різання, розглянуто теоретичні основи лазерного 
різання. 
Розглянуто ключові аспекти, що визначають ефективність та можливості 
сучасних систем лазерного різання. Проаналізовано особливості конструкції та 
принципи роботи обладнання для лазерного різання, що дозволило окреслити 
основні вимоги до його технічних характеристик та умов експлуатації. 
Досліджено особливості перебігу процесу лазерного різання, включаючи 
взаємодію лазерного випромінювання з матеріалом, механізми формування різу 
та фактори, які впливають на його якість. Окрему увагу приділено верстату для 
лазерного різання LTC, функціональні можливості та технічні переваги якого 
підтверджують доцільність його застосування для високоточної обробки 
листових матеріалів. 
Розглянуто основні параметри лазерного різання, брак при лазерному 
різанні, визначення впливу технологічних параметрів на якість лазерного 
різання нержавіючої сталі, вуглецевої сталі. 
В розділі охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях був 
проведений аналіз небезпечних та шкідливих факторів при лазерному різанні 
металів. 
 
 
5 
SUMMARY 
 
For the master's qualification work on the topic: "Research on the laser cutting 
process in order to improve the quality of processing". 
Performer: student of the MNT-42 group Vyacheslav Valentinovich Popovych. 
Supervisor: Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Kovalenko 
Yuriy Ivanovych. 
The qualification work contains 109 pages of A4 format, 24 figures, 2 tables, 
22 references. 
The master's qualification work analyzed modern methods of cutting materials. 
Laser cutting was chosen as a promising method of cutting sheet materials, and the 
theoretical foundations of laser cutting were considered. 
The key aspects that determine the efficiency and capabilities of modern laser 
cutting systems were considered. The design features and operating principles of 
laser cutting equipment were analyzed, which allowed us to outline the main 
requirements for its technical characteristics and operating conditions. The features of 
the laser cutting process, including the interaction of laser radiation with the material, 
the mechanisms of cut formation and the factors that affect its quality, were studied. 
Special attention was paid to the LTC laser cutting machine, the functional 
capabilities and technical advantages of which confirm the feasibility of its use for 
high-precision processing of sheet materials. 
The main parameters of laser cutting, defects in laser cutting, determination of 
the influence of technological parameters on the quality of laser cutting of stainless 
steel and carbon steel were considered. 
In the section on labor protection and safety in emergency situations, an 
analysis of dangerous and harmful factors in laser cutting of metals was conducted. 
  
6 
Зміст 
Вступ…………………………………………………………………............7
 РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА  
1.1 Гідроабразивне різання……………………………..………………....9 
1.2 Плазмове різання………………………………..………………………14 
1.3 Лазерне різання….…………………………………………………........18 
1.4 Теоретичні основи лазерного різання………………………………….31 
Висновки до розділу 1………………………………………………………33 
2. ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО РІЗАННЯ 
2.1 Особливості обладнання для лазерного різання………………………34 
2.2 Особливості процесу лазерного різання ………………………………37 
2.3. Верстат для лазерного різання LTC …………………………………..44 
Висновки до розділу 2 ………………………………………………………52 
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 
3.1 Параметри лазерного різання ……………………………………….…53 
3.2 Брак при лазерному різанні …………………………………………….58 
3.3 Дослідження впливу технологічних параметрів на якість лазерного  
різання низьковуглецевої сталі …………………………………………….63 
Висновки до розділу 3 ………………………………………………………77 
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКИ В НАДЗВИЧАЙНИХ 
СИТУАЦІЯХ 
4.1 Безпека під час лазерної різки ………………………………………….78 
4.2 Функції безпеки лазерних верстатів для різання ……………………..81 
4.3 Перевірки безпеки перед запуском …………………………………….82 
4.4 Поширені небезпеки та захисні заходи при роботі з лазерним 
верстатом для різання ……………………………………………………………83 
4.5 Регуляторна база: розшифрування глобальних стандартів і побудова 
системи операційної відповідності ……………………………………………….87 
4.6 Захист - створення непроникної потрійної системи безпеки ………93 
4.7 Аварійні протоколи: правила виживання, які потрібно знати, коли 
стається нещасний випадок ……………………………………………………..99 
Висновок до розділу 4 …………………………………………………….105 
Висновки …………………………………………………………………..106 
Список використаних джерел ………………………………………….108 
 
 
 
 
  
7 
ВСТУП 
 
У сучасних умовах розвитку промисловості все більшої актуальності 
набувають високоточні, продуктивні та енергоефективні методи обробки 
матеріалів. Серед таких технологій провідне місце займає лазерне різання — 
процес, що ґрунтується на використанні сфокусованого лазерного 
випромінювання для розкрою металевих та неметалевих матеріалів. Завдяки 
поєднанню високої точності, якості обробки, швидкості та універсальності 
лазерне різання стало невід’ємною складовою виробничих процесів у 
машинобудуванні, авіаційній, автомобільній, електронній, медичній та інших 
галузях. 
Лазерна технологія має широкі функціональні та технологічні можливості 
й використовується в різних сферах машинобудування. Лазерне різання металів 
має низку переваг порівняно з традиційними методами, такими як механічне 
або плазмове різання. По-перше, воно забезпечує високу точність і чистоту 
обробки, що особливо важливо при виготовленні тонких або складних за 
конфігурацією деталей. По-друге, лазерне різання відзначається високою 
продуктивністю, даючи змогу швидко обробляти значні обсяги матеріалу. По-
третє, цей процес є екологічно безпечним, оскільки не створює шуму, вібрацій 
чи викидів шкідливих речовин. 
Лазерне різання — це високотехнологічний спосіб обробки, заснований 
на локальному нагріванні металу сфокусованим лазерним променем до 
температури плавлення або випаровування, у результаті чого формується різ. 
Метод широко застосовується в автомобільній, аерокосмічній, медичній та 
інших галузях, де критично важливі точність і якість обробки. 
Лазерне різання дозволяє безконтактно розкроювати металеві листи, 
використовуючи сфокусований лазерний промінь та допоміжні гази, що 
подаються під необхідним тиском у зону термічної дії. Однією з ключових 
переваг технології є висока якість поверхні різу. Відсутність механічного 
8 
впливу мінімізує деформації — як тимчасові під час обробки, так і залишкові 
після охолодження. 
Надзвичайно висока щільність потужності лазерного випромінювання, 
що суттєво перевищує інші джерела енергії, не лише підвищує продуктивність, 
а й забезпечує унікальні результати щодо властивостей оброблених матеріалів. 
Якість різання листових матеріалів визначається шириною різу, 
паралельністю бокових поверхонь відносно площини листа, рівнем шорсткості, 
наявністю чи відсутністю зон гартування. На ці показники впливають численні 
фізичні параметри, серед яких основними є властивості матеріалу, 
характеристики лазерного променя, швидкість переміщення різальної головки 
та параметри газового потоку.  
Лазерне різання є ключовою технологією, що відповідає вимогам 
інноваційного виробництва та відкриває нові можливості для підвищення 
ефективності та якості виготовлення продукції. 
Мета роботи: дослідження  та оптимізація технологічних можливостей 
лазерного різання для підвищення якості процесу  
Завдання магістерської роботи: 
1. Виконати аналітичний огляд сучасних технологій розкрою листових 
металів. 
2. Дослідити показники якості процесу лазерного різання. 
3. Визначити та обґрунтувати методи підвищення якості лазерного 
різання листових матеріалів. 
4. Провести експериментальні дослідження лазерного різання з метою 
встановлення залежностей між технологічними параметрами та якістю обробки. 
5. Проаналізувати вимоги з охорони праці та безпеки під час виконання 
операцій лазерного різання. 
об’єкт дослідження: лазерне різання металевих матеріалів 
предмет дослідження: вплив технологічних параметрів на якість 
лазерного різання  
  
9 
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА  
1.1 Гідроабразивне різання 
 
У сучасній сфері обробки матеріалів гідроабразивне різання вважається 
одним із найбільш універсальних та високоточних методів. Воно поєднує 
високу швидкість водяного струменя з передовими технологічними рішеннями, 
що забезпечує отримання чистих і точних розрізів у широкому спектрі 
матеріалів. 
Комплекс обладнання для гідроабразивного різання дає змогу 
здійснювати розкрій листових матеріалів за будь-якими прямими чи 
криволінійними контурами, з мінімальними радіусами заокруглення та 
шириною різу приблизно 1 мм. Завдяки цьому втрати матеріалу значно нижчі 
порівняно з традиційними способами обробки. Високошвидкісний струмінь 
води з абразивом діє практично як ідеальний точковий інструмент, що дозволяє 
виконувати контури будь-якої складності [1]. 
Оскільки ширина різу становить лише 0,76–2 мм, кількість матеріалу, що 
перетворюється на стружку, мінімальна. Розріз можна починати у будь-якій 
точці заготовки без попереднього свердління. Лінія різання може бути 
довільної форми, включати гострі кути та різкі зміни напрямку [2]. 
Невисокі зусилля (1–100 Н) та температура в зоні різання (+60…+90 °С) 
унеможливлюють деформацію деталі, появу наплавлення або пригару на 
крайках. Струмінь не впливає на фізико-механічні властивості матеріалу, що 
дозволяє уникнути додаткової обробки, яка зазвичай потрібна після термічних 
методів різання. 
Гідроабразивний процес не створює реактивного навантаження на 
інструмент, адже між ріжучим елементом і заготовкою відсутній прямий 
контакт. Низькі тангенціальні сили дають змогу в деяких випадках обійтися без 
фіксації деталі, а «інструмент» — струмінь води з абразивом — не потребує 
заточування чи заміни за рахунок зносу [2]. 
10 
Гідроабразивне різання (Waterjet cutting) ґрунтується на використанні 
надвисокого тиску води, змішаної з абразивними частинками (здебільшого 
гранату). Тиск 3000–6200 бар забезпечує швидкість струменя до 800–1000 м/с, 
що дозволяє ефективно та акуратно руйнувати структуру матеріалу й 
отримувати високоякісні поверхні розрізу [1]. 
Етапи процесу гідроабразивного різання включають такі основні стадії 
[2]: 
1. Підготовка води. Вода попередньо очищується й подається до насоса 
високого тиску. Для цього застосовуються плунжерні насоси гідравлічного або 
прямопривідного типу. 
2. Створення надвисокого тиску. Насос нагнітає воду до значень, 
необхідних для формування високошвидкісного струменя. 
3. Формування струменя. Потік води проходить крізь сапфірове чи 
діамантове сопло з отвором діаметром 0,1–0,4 мм, де набуває надзвукової 
швидкості. 
4. Змішування з абразивом. Струмінь потрапляє в камеру змішування, 
куди з бункера дозовано подається абразивний матеріал (зазвичай гранатовий 
пісок). 
5. Прискорення суміші. У фокусувальній трубці абразивні частинки 
розганяються до швидкості водяного струменя, утворюючи єдиний 
високоефективний ріжучий потік. 
6. Процес різання. Суміш води та абразиву спрямовується на заготовку, 
де руйнує матеріал завдяки ерозійному впливу твердих частинок, кінетичній 
енергії струменя та виникненню мікротріщин у зоні контакту. 
Гідроабразивний потік здійснює різання шляхом ударної дії частинок 
абразиву по поверхні заготовки, що спричиняє зняття шару матеріалу, його 
ерозійне руйнування та мікромеханічну обробку під впливом швидкозмінних 
локальних напружень. Схематичне зображення процесу гідроабразивної 
обробки наведене на рисунку 1.1 [2] 
11 
Обсяг матеріалу, який видаляється в процесі різання, змінюється залежно 
від енергетичних параметрів струменя, висоти розташування ріжучої головки, а 
також тривалості впливу потоку на поверхню заготовки. 
Гідроабразивна обробка має переважно ерозійний характер: під дією 
високошвидкісного струменя з твердими абразивними частинками руйнується 
та видаляється лише поверхневий шар матеріалу певної товщини, при цьому 
внутрішня структура заготовки залишається незмінною. Основним фізичним 
механізмом зняття матеріалу є його руйнування внаслідок дії частинок 
абразиву, що рухаються з великою швидкістю [2]. 
 
Рисунок 1.1 – Схема гідроабразивного різання [2] 
 
Точність і висока якість обробки є одними з ключових переваг 
гідроабразивного різання. Якщо плазмові або механічні системи забезпечують 
точність на рівні ±0,005 дюйма (±0,13 мм), то гідроабразивні комплекси здатні 
досягати навіть удвічі кращих показників. На відміну від лазерного різання, яке 
може спричиняти теплові деформації матеріалу через локальне нагрівання, 
12 
гідроабразивна технологія працює в «холодному» режимі. Це означає, що 
матеріал не нагрівається в зоні різання, а отже, не утворюється зона термічного 
впливу (ЗТВ) та не виникає жодних термічних пошкоджень [2]. 
У промисловості ця технологія високо цінується передусім завдяки 
здатності забезпечувати надзвичайно гладкі крайки та високоточні розрізи. 
Гідроабразивне різання формує чисту кромку, яка зазвичай не потребує 
додаткової механічної доробки, що скорочує виробничий час і знижує витрати. 
Технологія дозволяє досягати допусків до ±0,005 дюйма, що робить її 
придатною для виготовлення складних деталей із високими вимогами до 
точності. Відсутність ЗТВ гарантує збереження початкових механічних 
властивостей матеріалу по всій довжині кромки, усуваючи необхідність у 
повторних операціях для усунення термічних дефектів. Поєднання точності та 
якості робить гідроабразив незамінним у сферах, де точність визначає 
успішність виробництва [1]. 
Гідроабразивні установки також відзначаються широкою 
універсальністю, оскільки можуть обробляти практично будь-які матеріали: 
метали різних груп, композити, скло, кераміку, камінь (зокрема граніт і 
мармур), пластмаси та інші матеріали незалежно від їх електропровідності. 
Лазерне різання, наприклад, має обмеження під час роботи з відбивними, 
прозорими або неметалевими поверхнями, чого гідроабразивний метод 
позбавлений [2]. 
Ще однією перевагою цієї технології є її екологічність. У процесі різання 
не утворюються шкідливі гази чи продукти згоряння, які забруднюють 
атмосферу, як це часто трапляється під час застосування термічних методів 
обробки, зокрема плазмового різання. Відсутність токсичних відходів та 
низький рівень впливу на навколишнє середовище роблять гідроабразивну 
технологію більш безпечною та екологічно стійкою [1]. 
Основні переваги гідроабразивного різання [2]: 
13 
1. Відсутність термічного впливу. Під час обробки матеріал не 
нагрівається, не утворюється зона термічного впливу, зберігається структура та 
виключаються деформації. 
2. Широка універсальність. Технологія дає можливість різати практично 
будь-які матеріали — метали, камінь, кераміку, скло, композити, деревину, 
гуму та полімери. 
3. Висока точність обробки. Можлива точність позиціювання та різання 
на рівні ±0,1–0,2 мм. 
4. Відмінна якість кромки. Отримана поверхня чиста та рівна, без 
задирок, що мінімізує або повністю усуває потребу в додатковому 
доопрацюванні. 
5. Обробка матеріалів значної товщини. Система здатна різати заготовки 
завтовшки 150–300 мм залежно від їх властивостей. 
6. Екологічність процесу. Під час різання не утворюються шкідливі гази, 
дим чи токсичні випари. 
7. Можливість складного профілювання. Струмінь дозволяє виконувати 
криволінійні контури та отвори складної конфігурації. 
Недоліки гідроабразивного різання 
1. Висока вартість обладнання. Насоси надвисокого тиску, сопла та 
абразивні матеріали є дорогими у придбанні та обслуговуванні. 
2. Порівняно невисока швидкість різання. Для тонких металів процес є 
повільнішим за лазерне різання. 
3. Значна витрата абразиву. Для обробки товстих матеріалів 
використовується 300–600 г абразиву за хвилину. 
4. Проблеми з утилізацією відходів. Відпрацьований абразив потребує 
очищення або спеціальної утилізації. 
5. Високий рівень шуму. Для нормальних умов роботи необхідно 
використовувати шумоізоляційні кожухи або спеціальні кабіни. 
6. Велика витрата води. Потрібне очищення та рециркуляція води, що 
збільшує вимоги до системи водопідготовки..  
14 
1.2 Плазмове різання 
 
Найбільш продуктивним і водночас доступним способом розкрою 
металопрокату є плазмове різання. Ця технологія дає змогу обробляти метали 
різних типів і товщин, у тому числі нержавіючу сталь, алюмінієві та мідні 
сплави [3-8]. 
Плазмове різання являє собою термічний метод розділення металу, під 
час якого використовується потужний струмінь плазми з температурою до 20 
000–30 000 °C. Плазма формується всередині плазмотрона внаслідок іонізації 
газу (повітря, азоту, аргонно-водневої суміші тощо) електричною дугою, що 
замикається між електродом і соплом або електродом і металом [8]. 
Потік високотемпературної плазми з великою швидкістю розплавляє й 
одночасно видуває метал із зони обробки, утворюючи вузький та акуратний різ. 
Основу роботи плазмового різання можна подати так [7,8]: 
1. Компресор створює тиск і подає стиснене повітря до пальника 
плазмотрона. 
2. Потік газу швидко нагрівається під дією електричного струму, 
внаслідок чого газ іонізується та перетворюється на плазму. У деяких 
установках замість повітря застосовують інертні гази. 
3. Процес різання відбувається за рахунок інтенсивного локального 
нагрівання матеріалу до температури плавлення та подальшого видування 
розплаву потужним струменем плазми. 
4. У ході роботи утворюються характерні відходи: залишки листа після 
вирізання деталей, висічка та окалина, що є залишками розплавленого металу. 
Під дією плазмового струменя на передній поверхні різу виділяють три 
характерні зони, у кожній з яких відбувається свій механізм взаємодії теплового 
потоку з металом: 
1.Перша ділянка — від верхньої поверхні заготовки до нижньої межі 
анодної плями. Тут плавлення матеріалу забезпечується тепловою енергією 
15 
стовпа плазмової дуги. Розподіл теплового потоку по товщині металу 
регулюється завдяки відставанню осі дуги від фронту плавлення. 
2. Друга ділянка характеризується тим, що тепловий потік формується за 
рахунок підвищення теплопровідності плазмоутворюючого газу при зниженні 
його температури. Температура різко падає зі збільшенням відстані від 
звуженої ділянки дуги до торця плазмотрона. У цій зоні до енергії плазмового 
потоку додається теплова енергія анодної плями, яка частково випереджає 
фронт плавлення, хоча її внесок значно менший порівняно з енергією потоку 
плазми. 
3. Третя ділянка формується завдяки звуженню різу в його нижній частині. 
Розплавлений метал віддаляється з фронту плавлення силовою дією 
швидкісного плазмового струменя. 
Рисунок 1.2 – Схема плазмового різання 
 
Висока концентрація теплової енергії в зоні різання забезпечує малу 
ширину різу (для товщини 40 мм — не більше 2–2,5 мм) та мінімальні 
деформації, навіть на тонколистовому матеріалі. Завдяки цьому можна 
16 
використовувати економічні схеми розкрою та виконувати подальше 
зварювання заготовок без додаткової механічної обробки. 
Усередині плазмотрона розміщений катод — невеликий циліндричний 
елемент, під’єднаний до негативного полюса джерела живлення. Сопло, яке 
частково виступає з пальника, з’єднане з позитивним полюсом через 
струмообмежувальний резистор. У торці сопла знаходиться калібрований отвір 
діаметром 1,0–1,8 мм (залежно від потужності устаткування). Джерело 
живлення оснащене осцилятором, який забезпечує безконтактний підпал дуги 
між катодом і соплом [6-8]. 
У процесі роботи в установку подається стиснене повітря, що бере участь у 
плазмоутворенні та водночас охолоджує елементи робочої камери плазмотрона. 
Для підготовки та контролю повітря повітряно-плазмові комплекси містять 
комплект пневматичного обладнання: манометр, масловологовідділювачі, 
редуктор, реле тиску, пневморозподільники та редукційний клапан. 
Для отримання оптимального стиснення плазмового струменя та найвищої 
якості різу необхідно правильно підбирати діаметр отвору сопла відповідно до 
режиму роботи. 
Переваги плазмового різання [6-8]: 
Дуже висока швидкість різання — у 5–10 разів більша, ніж при 
газокисневому методі. 
Швидке формування прорізу та мінімальний час на запуск процесу. 
Універсальність щодо матеріалів: можливість різання всіх 
електропровідних металів, зокрема нержавіючих сталей, алюмінієвих і мідних 
сплавів, які погано піддаються газокисневому різанню. 
Покращена точність і якість різу порівняно з оксиетильним різанням. 
Невелика зона термічного впливу, що зменшує ризик теплових 
деформацій деталі. 
Придатність до автоматизації — широко використовується на верстатах з 
ЧПУ. 
17 
Більш вигідна собівартість, ніж у лазерного різання для середніх і 
великих товщин металу. 
Використання доступних газів, передусім звичайного стисненого повітря. 
Недоліки плазмового різання: 
Точність нижча, ніж у лазерного різання, особливо при роботі з тонкими 
листами. 
Ширша різальна щілина порівняно з лазерними технологіями. 
Можливе утворення окалини на нижній кромці, що інколи потребує 
додаткової механічної обробки. 
Високий рівень шуму та потужне УФ-випромінювання, що вимагає 
застосування засобів індивідуального захисту. 
Обмеження за товщиною металу — при великих товщинах швидкість і 
якість різу знижуються. 
Наявність теплового впливу на матеріал, хоча й меншого, ніж у більшості 
термічних методів. 
  
18 
1.3 Лазерне різання 
 
Різання є однією з найбільш поширених технологічних операцій, у яких 
застосовується лазерне випромінювання: на цю операцію припадає близько 30–
35 % усіх промислових застосувань лазерів. Технологія лазерного різання 
набула широкого використання практично в усіх галузях промисловості — від 
авіакосмічної, суднобудівної та автомобілебудівної до високоточного 
приладобудування й медицини. Вона однаково ефективна як для розкрою 
великогабаритних конструкцій (кузовні деталі, елементи будівельних споруд, 
вузли літальних апаратів тощо), так і для виготовлення мініатюрних деталей із 
підвищеними вимогами до точності (фільтри, прокладки, медичні імплантати 
тощо) [9-15]. 
Лазерне різання матеріалів належить до найрезультативніших і 
найпоширеніших способів термічного поділу в сучасному машинобудуванні, 
приладобудуванні та галузі металообробки. Його основою є дія сфокусованого 
лазерного променя, який створює надзвичайно високу густину енергії у малій 
зоні впливу. У результаті матеріал швидко нагрівається, плавиться або 
випаровується, що дає змогу отримувати високоточні різи з мінімальною зоною 
термічного впливу [15]. 
Сучасні можливості лазерної технології дозволяють якісно різати не лише 
тонкі, а й товсті сталеві листи — товщиною до 30 мм. Лазерне різання 
характеризується високою швидкістю, точністю та якістю обробленої поверхні. 
Як правило, процес виконується безперервними лазерами, проте на відміну від 
наплавлення для забезпечення високої якості різу необхідна мінімальна 
діаметрична пляма променя, що досягається високою якістю лазерного пучка. 
Температура розплаву в зоні різу може наближатися до температури кипіння 
матеріалу [16]. 
На відміну від багатьох інших термічних методів, лазерне 
випромінювання взаємодіє з матеріалом локально та інтенсивно. Поглинута 
енергія незначною мірою поширюється в глибину, оскільки процеси 
19 
теплопровідності та відбиття зведені до мінімуму у фокусній зоні. Метал у 
точці дії променя нагрівається до температури плавлення, утворюється розплав, 
який поглинає подальшу частину енергії, після чого зона фазового переходу 
просувається вглиб матеріалу. При збільшенні щільності енергії температура 
може досягати значень, за яких метал починає інтенсивно випаровуватися — це 
відповідає другому температурному порогу руйнування (кипінню). 
Існують два основні механізми лазерного різання: різання за рахунок 
плавлення та різання за рахунок випаровування. Останнє потребує значно 
вищих енергетичних витрат, тому його використовують переважно для тонких 
матеріалів. У більшості ж технологічних випадків застосовують різання 
плавленням. Для ефективного видалення розплаву із зони різу подається 
допоміжний газ, що зменшує енерговитрати, підвищує швидкість різання та 
дозволяє обробляти метал більшої товщини. Такий процес, у якому 
застосовується кисень, повітря, інертні гази або азот, отримав назву 
газолазерного різання [15-18]. 
 
Рисунок 1.3 – Схема лазерної обробки 
20 
Процес газолазерного різання ґрунтується на локальному впливі 
сфокусованого лазерного променя на матеріал із подальшим видаленням 
розплаву струменем допоміжного газу. Лінза концентрує лазерне 
випромінювання в невелику фокусну пляму, розташовану поблизу поверхні 
листа, де матеріал поступово нагрівається до температури плавлення. 
Допоміжний газ, що подається співвісно з лазерним пучком, ефективно 
виштовхує розплавлений метал із зони обробки. У міру переміщення променя 
відносно листа формується вузький рівномірний різ. Якщо продувка каналу 
різу недостатня, частинки розплавленого металу можуть осідати на нижній 
поверхні листа, утворюючи грат [15]. 
За останні десятиліття були розроблені лазерні установки широкої 
потужності — від кількох десятків ват до кількох кіловат, які забезпечують 
високопродуктивне різання металів у поєднанні з подачею допоміжного газу 
безпосередньо в зону обробки. Лазерний промінь нагріває, плавить і частково 
випаровує матеріал уздовж лінії різу, тоді як газовий потік виносить продукти 
руйнування. Такий метод отримав назву газолазерного різання. Газ не лише 
видаляє шлак і розплав, а й, у разі використання кисню або повітря, сприяє 
утворенню на поверхні реакції окиснення, що підвищує поглинання енергії. У 
процесі екзотермічної реакції виділяється значна кількість теплоти, яка 
додатково інтенсифікує різання [9-14]. 
Різання вуглецевих сталей найчастіше виконують із подачею кисню як 
допоміжного газу. Під час реакції кисню з металом, нагрітим лазерним 
променем, відбувається екзотермічне окиснення заліза, при якому кількість 
теплоти, що виділяється, у 3–5 разів перевищує енергію лазерного 
випромінювання. У результаті забезпечується висока якість торцевої поверхні, 
а на нижній кромці різу зазвичай спостерігається лише невеликий наплив [9]. 
Серйозною проблемою є можливий перехід процесу до некерованого 
газового режиму при надмірно малих швидкостях різання (менше 0,5 м/хв). У 
цьому випадку метал починає горіти за межами області дії променя, що 
призводить до розширення різу та погіршення його шорсткості [15]. 
21 
У низці ситуацій, наприклад при вирізанні деталей з гострими кутами чи 
малими отворами, замість кисню доцільніше застосовувати інертний газ під 
високим тиском. 
Різання нержавіючих сталей, особливо значної товщини, ускладнюється 
через зашлакування каналу різу. Причиною є легуючі елементи, які змінюють 
температуру плавлення металу та його оксидів. Можливе утворення 
тугоплавких оксидів, що перешкоджають проникненню лазерної енергії в глиб 
матеріалу. Крім того, розплав оксидів у таких сталях (зокрема хромонікелевих 
та високохромистих) має низьку плинність, що погіршує видалення продуктів 
плавлення [15-19]. 
Для забезпечення якісного різу нержавіючих сталей використовують азот 
високої чистоти, який подається під підвищеним тиском (до 20 атм). При роботі 
з товстими матеріалами необхідно розміщувати фокусну пляму глибше 
всередині металу, що збільшує діаметр вхідного отвору та підсилює подачу 
газу в зону розплаву [19]. 
   
Співвісна подача газу Бокова подача газу Кільцева подоба газу 
Рисунок 1.4 – Схеми подачі допоміжного газу в зону обробки [15] 
 
Лазер (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) генерує 
електромагнітне випромінювання з унікальними властивостями [9-14] 
 монохроматичність — випромінювання з надзвичайно вузьким 
22 
спектральним діапазоном; 
 когерентність — узгодженість фаз електромагнітних коливань; 
 висока спрямованість — мінімальний кут розбіжності променя; 
 значна густина енергії — у фокусній зоні може досягати 10⁹ Вт/см². 
Ці характеристики роблять лазер одним із найефективніших інструментів 
для високоточної обробки матеріалів. 
Механізми газолазерного різання [9-13]. 
Існує два основні механізми газолазерного різання, вибір яких 
визначається властивостями оброблюваного металу. 
1. Перший механізм застосовується для матеріалів, здатних до займання 
ще до досягнення температури плавлення та таких, що утворюють легкоплавкі 
та рідкоплинні оксиди (наприклад, низьковуглецева сталь, титан). У цьому 
випадку різання супроводжується процесами горіння, які додатково генерують 
тепло. 
2. Другий механізм характерний для металів і сплавів, що мають низький 
тепловий ефект реакції горіння або утворюють тугоплавкі оксиди, які 
перешкоджають тепловому проникненню лазера (леговані та високовуглецеві 
сталі, алюміній, мідь тощо). Тут матеріал не горить, а плавиться, а допоміжний 
газ забезпечує видалення розплаву з каналу різу. 
Комплексність процесу лазерного різання [15] 
Лазерне різання металевих листів є складним багатофакторним процесом, 
у якому одночасно відбувається значна кількість взаємопов’язаних фізичних 
явищ [1–10]: 
– поширення та поглинання лазерного випромінювання у каналі різу; 
– нагрівання, плавлення та часткове випаровування матеріалу; 
– рух допоміжного газу у зоні різання; 
– переміщення розплавленого металу в каналі різу; 
– передача теплової енергії в матеріалі відповідно до його теплофізичних 
властивостей; 
– хімічні реакції з виділенням тепла (актуально для кисневого різання). 
23 
Показники якості лазерного різання 
Основними параметрами, що визначають якість лазерного різу, є [9-18]: 
– шорсткість поверхні; 
– наявність зон гартування; 
– ширина різу; 
– розмір зони термічного впливу; 
– кут нахилу бокових стінок каналу різу. 
Основними критеріями, за якими оцінюють якість лазерного різання, 
вважають шорсткість поверхні та наявність гартованого шару. Це пояснюється 
тим, що при мінімальних значеннях цих двох параметрів інші характеристики 
різу, як правило, також перебувають у межах норми. Тому отримання різу з 
мінімальною шорсткістю та відсутністю зон гартування у нижній частині зразка 
має важливе практичне значення. 
На сьогодні встановлено, що якість лазерного різання визначається 
великою кількістю гідродинамічних, теплових і газодинамічних факторів. Ці 
фактори умовно поділяють на дві основні групи [15-18]. 
 1. Параметри процесу лазерного різання. До цієї групи належать змінні 
параметри, які легко регулюються в ході роботи установки: 
– потужність випромінювання W; 
– швидкість різання Vc; 
– тиск технологічного газу P; 
– положення фокусної плями відносно поверхні заготовки; 
– товщина матеріалу. 
Маніпулюючи цими параметрами в допустимих межах, можна досягти 
мінімальної шорсткості та покращити якість сформованого різу. 
 2. Параметри лазерної системи. Ця група охоплює характеристики, 
визначені конструкцією лазерного комплексу: 
– довжина хвилі та поляризація лазерного променя; 
– якість пучка; 
– тип і конфігурація оптичної системи. 
24 
Поєднання цих параметрів формує умови для оптимальної взаємодії 
променя з матеріалом. 
Діаметр фокусу впливає на ширину розрізу і може змінюватися шляхом 
зміни фокусної відстані лінзи, що фокусує. Менший діаметр фокусу означає 
вужчі розрізи. 
Положення фокусу визначає діаметр променя, щільність потужності та 
форму надрізу на поверхні заготовки. 
 
Рисунок 1.5 – Схематичне зображення положення фокусу 
 Існує безліч критеріїв визначення якості кромок лазерного різання [15-
19]. 
 Наприклад, стандарт форми грата, провисання та зернистості можна 
оцінити неозброєним оком. 
 Прямолінійність, шорсткість та ширина надрізу повинні бути виміряні 
спеціальними приладами. 
 Осадження матеріалу, корозія, область термічної дії та деформація є 
важливими факторами для вимірювання якості лазерного різання. 
 
25 
 
Рисунок 1.6 – Показники якості лазерного різання 
 
Руйнування матеріалу під дією лазерного випромінювання 
супроводжується комплексом взаємопов’язаних задач механіки суцільних 
середовищ [15-19]: 
– теплопровідність і плавлення металу описуються рівнянням 
теплопровідності та двофазною задачею Стефана; 
– теплова взаємодія лазерного променя з поверхнею, формування 
розплаву та його рух у вигляді тонкої рідкої плівки моделюються рівняннями 
нестисливої течії у прикордонному шарі; 
– рух газового струменя та його взаємодія з розплавленим металом 
описують за допомогою рівнянь газодинаміки або рівнянь Нав’є – Стокса. 
 Будова й принцип дії лазера 
Лазерна система складається з трьох основних елементів: 
1. Оптичного резонатора (система дзеркал); 
2. Робочого тіла; 
3. Джерела енергії (системи накачування). 
Джерелами накачування можуть бути імпульсні лампи, інші лазери, 
електричні розряди, хімічні реакції, дугові лампи або навіть вибухові речовини. 
Оптичний резонатор формується двома або більше паралельними дзеркалами, 
26 
які відбивають випромінювання й підсилюють його багаторазовими проходами 
через робоче тіло. 
Принцип дії лазера ґрунтується на здатності атомів випромінювати 
енергію. Поглинувши зовнішню енергію, атом переходить на вищий 
енергетичний рівень, а під час повернення на нижчий рівень випромінює квант 
світла. Таке випромінювання є спонтанним і некогерентним. Поряд із ним існує 
вимушене (індуковане) випромінювання: під дією зовнішнього змінного 
електромагнітного поля збуджений атом випромінює хвилю, що повністю 
повторює параметри зовнішньої — утворюючи когерентне лазерне 
випромінювання [15-19]. 
Залежно від принципу накачування лазерні системи поділяють на кілька 
основних типів: газові (зокрема СО₂-лазери), напівпровідникові, рідинні та 
твердотільні. 
У СО2-лазерах активним середовищем є газова суміш на основі 
вуглекислого газу. Гази вирізняються високою оптичною однорідністю, що 
робить їх особливо придатними для застосувань, де критично важливими є 
монохроматичність та висока спрямованість пучка. Типова довжина хвилі 
такого лазера становить 10,6 мкм. Переваги газових лазерів включають 
можливість роботи в безперервному режимі та відносно низьку вартість 
обладнання. Серед недоліків — складність систем охолодження, потреба у 
витратних матеріалах, великі габарити випромінювача та необхідність 
розміщення його поблизу зони обробки [15-19].. 
Напівпровідникові лазери характеризуються високим коефіцієнтом 
корисної дії перетворення електроенергії у когерентне світло. Інжекційні 
напівпровідникові лазери також здатні працювати безперервно, мають високу 
енергоефективність, малу інерційність, просту конструкцію і дозволяють 
змінювати довжину хвилі випромінювання. До їх недоліків належать невеликі 
розміри активної області, що обмежує спрямованість пучка, а також складність 
досягнення високої монохроматичності [12-14].. 
27 
У твердотільних лазерах активним середовищем виступають кристалічні 
або аморфні матеріали, що містять домішки іонів рідкоземельних елементів чи 
металів. Накачування здійснюється за допомогою імпульсних або безперервних 
ламп. Такі лазери забезпечують велику енергію випромінювання, але мають 
значні масогабаритні показники, порівняно невисоку когерентність та значну 
розбіжність променя [12-15]. 
Рідинні лазери використовують як активне середовище різноманітні 
органічні або металоорганічні розчини, а також ефекти індукованого 
комбінаційного розсіювання світла в рідинах. Накачування зазвичай 
здійснюється світловим випромінюванням імпульсних ламп. За своїми 
енергетичними характеристиками рідинні лазери наближені до твердотільних 
[9-12]. 
 
Рисунок 1.7 – Схема твердотільного лазера 
 
Взаємодія лазерного випромінювання з матеріалом 
1. Поглинання, відбиття та пропускання випромінювання [15-18]:  
Під час падіння лазерного променя на поверхню відбувається розподіл 
енергетичного потоку між трьома компонентами: 
 частина енергії поглинається матеріалом і перетворюється на тепло; 
 певна частка відбивається, що визначається оптичними властивостями та 
станом поверхні; 
28 
 для прозорих матеріалів (скло, полімери) характерне також пропускання 
променя в глибину. 
Для металів ключовим параметром є коефіцієнт відбиття: наприклад, 
нержавіюча сталь характеризується вищою здатністю до поглинання, тоді як 
алюміній має значно більшу відбивну здатність. 
2. Тепловий вплив лазерного променя 
Фокусована лазерна енергія створює у зоні контакту область надвисоких 
температур — до 5000–10 000 °C. Це зумовлює: 
 розплавлення поверхневих шарів матеріалу; 
 інтенсивне випаровування; 
 формування плазмового факела над зоною різання; 
 виникнення турбулентних потоків технологічного газу. 
Область термічного впливу має дуже малі розміри (приблизно 0,05–0,5 
мм), що істотно зменшує ризик теплових деформацій та негативних 
структурних змін. 
Фазові переходи в зоні обробки 
У системі "лазер–матеріал" можливі різні термічні процеси: 
 плавлення — основний механізм різання металів; 
 випаровування — характерне при обробці полімерів, дерева та 
тонких металевих листів; 
 сублімація — може виникати у деяких крихких або теплочутливих 
матеріалах. 
Типова установка для лазерного різання містить кілька функціональних 
підсистем [15-19]: 
1. Джерело лазерного випромінювання ( використовуються твердотільні 
або газові лазери, які забезпечують необхідні потужності та оптичні 
характеристики). 
2. Система транспортування та формування променя і технологічного 
газу ( забезпечує доставлення випромінювання до зони різання, формування 
променя з необхідними параметрами та подачу газу під заданим тиском). 
29 
3. Координатний (переміщувальний) пристрій ( забезпечує рух деталі або 
лазерної головки. Включає виконавчі механізми, приводи, двигуни та системи 
стабілізації). 
4. Автоматизована система управління (АСУ) ( Координує роботу лазера, 
систему подачі газу й механізми переміщення. Оснащена датчиками, 
контролерами та підсистемами зворотного зв’язку). 
Сучасні лазерні верстати здатні виконувати широкий спектр 
технологічних операцій, включно зі складним контурним та художнім різанням 
металу.  
 
Рисунок 1.8 – Компонування лазерного верстату 
 
Основні переваги лазерного різання [12-18]: 
Підвищена якість обробки досягається завдяки дуже малим зонам 
термічного впливу, мінімальним тепловим деформаціям та відсутності 
механічного навантаження на заготовку. 
Швидкість виконання операцій істотно вища, ніж при традиційних 
методах механічної обробки — часто у кілька разів. 
Значно скорочується час підготовки виробництва при переході на 
виготовлення нових виробів. 
30 
Збільшується коефіцієнт використання матеріалу завдяки застосуванню 
систем оптимального розкрою. 
Якість різу конструкційних сталей настільки висока, що у багатьох 
випадках зварювання стиків можна виконувати без додаткової механічної 
підготовки кромок. 
Відсутнє зміщення крайок різу, що забезпечує точність геометрії. 
Можлива обробка деталей складної конфігурації: виконання гострих 
кутів, різких переходів без радіусів, формування тонких перемичок (менше 1–2 
мм), а також отримання малодіаметрних отворів, що недоступно для 
універсальних висічних інструментів. 
Недоліки технології: 
 Висока вартість лазерного обладнання та його обслуговування. 
 Значна залежність ефективності різання від відбивної здатності 
оброблюваного металу. 
 Обмеження по товщині матеріалу при роботі лазерів малої потужності. 
Лазерне різання є продуктивним, універсальним і високотехнологічним 
методом поділу матеріалів, який дозволяє отримати прецизійний різ при 
низьких витратах енергії та високій точності. Глибоке розуміння фізичних 
принципів, оптичних властивостей, газодинамічних та теплових процесів є 
необхідною умовою для раціонального вибору параметрів обробки та 
підвищення ефективності роботи обладнання. 
  
31 
1.4 Теоретичні основи лазерного різання 
В основі технологій обробки матеріалів лазерним випромінюванням 
лежить здатність сфокусованого променя створювати на дуже малій площі 
надзвичайно високу щільність теплового потоку. Це забезпечує інтенсивний 
нагрів, плавлення та випаровування практично будь-якого матеріалу. Основним 
механізмом є термічний ефект, що виникає під час поглинання лазерної енергії 
непрозорим твердим тілом. Потрапляючи на поверхню матеріалу, лазерний 
промінь проникає в нього та поглинається згідно із законом Бугера–Ламберта 
[9-12]: 
I(x) = I₀ exp(-αx),     (1.1) 
де I(x) – інтенсивність випромінювання на глибині x, I₀ – інтенсивність 
падаючого променя, α – коефіцієнт поглинання. Для металів коефіцієнт 
поглинання становить близько 10⁵ см⁻¹, що означає, що основна частина енергії 
поглинається в поверхневому шарі завтовшки приблизно 10⁻⁵ см. (рисунок 1.9). 
 
 
Рисунок 1.9 – Фізичні процеси, що виникають при взаємодії лазерного 
променя на поглинаючу поверхню [9]. 
Фізичні процеси при взаємодії лазерного променя з матеріалом проходять 
у кілька етапів. Спершу тепло поширюється в матеріалі завдяки 
теплопровідності. Коли температура досягає точки плавлення, формується 
32 
рідка фаза, що заглиблюється в матеріал. Подальше підвищення потужності 
спричиняє випаровування та іонізацію парів, а тиск утворених газів викидає 
розплав, утворюючи заглиблення. При високих щільностях потужності виникає 
непрозора плазма, яка частково екранує поверхню і змінює ефективність 
обробки. При низьких щільностях потужності домінує плавлення, при вищих — 
випаровування, а при ще більших — індуковані хвилі поглинання, що істотно 
впливають на перебіг процесів. Важливу роль у лазерному різанні відіграють 
характеристики випромінювання, зокрема довжина хвилі та поляризація. 
Волоконні та СО2-лазери демонструють різну якість різу через різні 
коефіцієнти поглинання. Теоретично коефіцієнти відбиття та поглинання 
описуються формулами Френеля [9]:  
R1, R2 – коефіцієнти відбиття для паралельної та перпендикулярної 
поляризації, θ – кут падіння, n – показник заломлення, k – показник поглинання. 
Для кругової поляризації коефіцієнт поглинання визначається як:  
A = 1 − (R1 + R2) / 2    (1.2) 
Поляризація лазерного пучка є критичним параметром процесу різання 
металів. Дослідження показали, що максимальна швидкість різання досягається 
тоді, коли площина поляризації спрямована вздовж напрямку різання. Проте на 
практиці для забезпечення рівномірної якості різу використовується 
циркулярна поляризація (у CO₂-лазерах) або хаотична поляризація (у 
волоконних лазерах) [9]. 
33 
 Висновок до 1 розділу 
Проведено аналіз сучасних технологій розкрою листових матеріалів. 
Розглянуто переваги та недоліки гідро абразивного різання, плазмового 
лазерного. Встановлено, що на сьогодні лазерне різання забезпечує 
високоякісну обробку не лише тонких, а й товстих сталевих листів товщиною 
до 30 мм. Цей метод вирізняється не тільки якісною обробкою поверхні, але й 
високою швидкістю та точністю виконання операцій. 
Процес лазерного різання металевих листів є складним та 
багатокомпонентним, оскільки включає цілу низку взаємопов’язаних фізичних і 
хімічних явищ: поширення та поглинання лазерного випромінювання в каналі 
різу, нагрівання та плавлення матеріалу, перенесення теплової енергії 
відповідно до його теплофізичних властивостей, а також хімічні реакції з 
виділенням енергії. 
Одним із ключових параметрів, за яким оцінюють ефективність лазерного 
різання, є якість отриманого різу. Основними критеріями якості прийнято 
вважати шорсткість поверхні та наявність зон гартування. Це пояснюється тим, 
що при мінімальних значеннях зазначених параметрів інші характеристики 
якості різу, як правило, перебувають у допустимих межах. Тому отримання різу 
з мінімальною шорсткістю та відсутністю гартованого шару в нижній частині 
заготовки становить особливий практичний інтерес. 
  
34 
2. ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО РІЗАННЯ 
2.1 Особливості обладнання для лазерного різання 
 
Лазерне випромінювання верстата створюється ітербієвим волоконним 
лазером, оснащеним сучасною оптичною системою. Висока точність різання, 
що досягає 0,01 мм, істотно полегшує подальше складання виробів, покращує 
їхній зовнішній вигляд і зменшує витрати на завершальну обробку. Деталі, 
виготовлені на цій установці, як правило, не потребують додаткових 
технологічних операцій. 
Лазерний верстат для різання здійснює обробку матеріалів за допомогою 
лазерного променя з високою густиною потужності. Процес починається в 
лазерному генераторі, де формується високоенергетичне випромінювання, яке 
за допомогою оптичної системи фокусується на поверхні заготовки. 
Сконцентрована енергія локально плавить або випаровує матеріал, а співвісний 
потік допоміжного газу з великою швидкістю видаляє розплав, забезпечуючи 
чисту та точну лінію різу. 
Типовий процес лазерного різання складається з таких етапів: 
1. формування лазерного променя з високою щільністю енергії в 
генераторі; 
2. фокусування випромінювання лінзами або дзеркалами до мінімального 
діаметра плями; 
3. локальний нагрів матеріалу до температури плавлення або кипіння з 
подальшим плавленням чи випаровуванням; 
4. видалення продуктів плавлення або випаровування струменем газу під 
високим тиском і завершення процесу різання. 
Лазерний генератор є ключовим елементом верстата, оскільки саме він 
забезпечує створення високоенергетичного лазерного променя, перетворюючи 
електричну або іншу форму енергії (газовий розряд, хімічні реакції тощо) у 
лазерне випромінювання. 
35 
Ріжуча головка лазера, яку часто називають лазерним пальником, являє 
собою високоточний рухомий вузол, що об’єднує оптичні, механічні та 
сенсорні системи. Вона зазвичай оснащена фокусуючими лінзами та соплом, 
яке забезпечує концентрацію лазерного променя на поверхні матеріалу. 
Застосування допоміжних газів дозволяє ефективно видаляти розплавлений і 
випарений матеріал із зони різу, а правильна конструкція та своєчасне 
обслуговування ріжучої головки є визначальними для досягнення високої 
якості різання. 
Станина слугує основою лазерного верстата, забезпечуючи жорстке 
кріплення напрямних, приводів, ріжучої головки, лазерного тракту та інших 
ключових елементів, що гарантує стабільність роботи й високу точність 
переміщень. 
Потужність лазера є одним із головних параметрів, який визначає 
технологічні можливості лазерного різального обладнання. Вона безпосередньо 
впливає на види матеріалів, максимальну товщину заготовок і швидкість 
різання. Зі збільшенням потужності зростає продуктивність обробки та 
розширюється діапазон товщин матеріалів, доступних для різання. 
Нижче подано поетапний опис функціонування лазерного верстата для 
різання матеріалів. 
Перший етап — генерація лазерного випромінювання. Основним 
елементом установки є лазер, який формує лазерний промінь. Під дією 
електричного струму або інших джерел збудження активне середовище 
(наприклад, CO₂ або волоконний елемент) створює випромінювання з високою 
монохроматичністю, спрямованістю та інтенсивністю. 
Другий етап — передавання лазерного променя. Сформований промінь 
спрямовується та концентрується за допомогою оптичної системи, що включає 
відбивні дзеркала та фокусуючі лінзи. У CO₂-лазерних верстатах передача 
випромінювання здійснюється через систему дзеркал, тоді як у волоконних 
установках лазерний промінь надходить безпосередньо до ріжучої головки по 
оптичному волокну. 
36 
Третій етап — фокусування та обробка матеріалу. Лазерний промінь 
фокусується в мінімальну пляму з надзвичайно високою щільністю потужності, 
що призводить до швидкого нагрівання матеріалу до температури плавлення 
або випаровування. У результаті утворюється початковий отвір, який під час 
переміщення ріжучої головки перетворюється на вузький проріз відповідно до 
заданої траєкторії різання. 
Четвертий етап — використання допоміжного газу. У процесі різання 
через сопло подається допоміжний газ (кисень, азот або стиснене повітря), який 
видаляє розплавлений матеріал із зони різу та покращує якість кромки. У разі 
кисневого різання газ додатково вступає в реакцію з нагрітим металом, 
утворюючи тепло, що підвищує швидкість процесу. 
П’ятий етап — керування процесом. Усі операції контролюються 
системою числового програмного керування (ЧПУ). Оператор задає траєкторію 
руху ріжучої головки та технологічні параметри, зокрема потужність лазера, 
швидкість різання й фокусну відстань, що забезпечує можливість виконання 
складних контурів із високою точністю. 
Злагоджена робота всіх вузлів і чітке дотримання принципів 
функціонування лазерного верстата забезпечують його високу продуктивність і 
точність, завдяки чому це обладнання широко застосовується як для обробки 
металів, так і неметалевих матеріалів. 
  
37 
2.2 Особливості процесу лазерного різання 
 
Розглянуто найбільш поширені ускладнення, що виникають у процесі 
лазерного різання матеріалів. 
1. Проблеми, пов’язані з матеріалами. Порушення якості різання часто 
зумовлені використанням матеріалів, які не відповідають вимогам технології, 
зокрема за відбивною здатністю та товщиною. Правильний вибір матеріалу є 
визначальним фактором ефективності лазерного різання, оскільки невідповідні 
характеристики можуть призвести до погіршення якості обробки. 
1.1. Висока відбивна здатність матеріалів. Матеріали з підвищеною 
відбивною здатністю, такі як мідь і алюмінієві сплави, здатні відбивати лазерне 
випромінювання, що може спричинити зниження якості різу або навіть 
пошкодження обладнання. Для мінімізації цього ефекту застосовують 
матеріали з кращими поглинальними властивостями або коригують 
технологічні параметри, зокрема зменшують потужність лазера та підвищують 
тиск допоміжного газу. 
1.2. Невідповідна товщина матеріалу. Лазерні різальні установки мають 
обмеження щодо допустимої товщини заготовок. Занадто тонкі або, навпаки, 
надмірно товсті матеріали негативно впливають на результат обробки. 
Наприклад, при різанні тонких листів необхідно знижувати потужність 
лазерного випромінювання, щоб уникнути пропалювання матеріалу. 
1.3. Несумісність матеріалу з лазерною різкою. Застосування матеріалів, 
які не призначені для лазерного різання, може спричинити дефекти кромок і 
створити ризик пошкодження обладнання. Деякі з них під час обробки 
виділяють значну кількість диму, пари або твердих відкладень, що призводить 
до забруднення оптичних елементів та інших вузлів верстата. Тому необхідно 
використовувати лише матеріали, рекомендовані для лазерного різання, та 
дотримуватися вказівок виробника. 
1.4. Забруднена поверхня матеріалу. Наявність бруду, мастил або нальоту 
на поверхні заготовки негативно впливає на стабільність процесу різання. 
38 
Забруднення можуть спричиняти нерівномірну якість різу, а також розсіювання 
або ослаблення лазерного променя. Для забезпечення оптимальної роботи 
верстата матеріали слід ретельно очищати перед обробкою, використовуючи 
м’які щітки, паперові серветки та відповідні очищувальні засоби, наприклад 
ізопропіловий спирт або слабкі розчинники, для видалення поверхневих  
2. Проблеми, пов’язані з вирівнюванням обладнання.  
2.1. Порушення співвісності лазерного променя. Порушення співвісності 
лазерного випромінювання є однією з поширених причин зниження точності та 
якості різання. Воно може виникати внаслідок механічних ударів, вібрацій під 
час роботи або поступових зміщень елементів системи з часом. Основними 
ознаками такої несправності є нерівномірна глибина прорізу та нестабільність 
лінії різу. Для збереження високої точності необхідно регулярно перевіряти та 
коригувати вирівнювання лазерного променя. 
2.2. Розходження лазерного променя. Розбіжність променя 
спостерігається у випадках, коли лазерне випромінювання втрачає фокус і 
розсіюється на відстані, що призводить до зменшення щільності потужності та 
погіршення якості різання. Найчастіше ця проблема пов’язана з пошкодженням, 
забрудненням або неправильним налаштуванням оптичних елементів і дзеркал. 
Для мінімізації розходження променя необхідно підтримувати чистоту оптики, 
стежити за її станом і забезпечувати правильне юстування всіх оптичних 
компонентів. 
3. Збої програмного забезпечення та системи керування. 
3.1. Помилки в роботі програмного забезпечення. Несправності 
програмного забезпечення можуть порушувати стабільність роботи лазерних 
різальних верстатів і спричиняти помилки під час виконання операцій різання. 
Причинами таких збоїв часто є застарілі версії програм, програмні помилки або 
конфлікти з іншими встановленими додатками. Систематичне оновлення та 
технічне обслуговування програмного забезпечення, а також перевірка 
правильності налаштувань параметрів обробки для конкретного матеріалу 
дозволяють запобігти більшості проблем. 
39 
3.2. Несправності панелі керування. Проблеми в роботі панелі керування 
можуть суттєво ускладнити або зробити неможливою ефективну експлуатацію 
верстата. Вони можуть проявлятися у вигляді відсутності реакції кнопок, 
некоректного встановлення параметрів або повного відключення системи. 
Регулярна діагностика, своєчасне технічне обслуговування та оперативне 
усунення виявлених несправностей є необхідними умовами для забезпечення 
надійної та безперебійної роботи обладнання. 
4. Проблеми, пов’язані з електроживленням.  
4.1. Нестабільність вихідної потужності. Однією з найпоширеніших 
несправностей під час експлуатації лазерних верстатів є коливання вихідної 
потужності лазера. Такі відхилення можуть спричиняти нерівномірність різу та 
погіршення якості готових деталей. Причинами нестабільної потужності 
можуть бути перепади напруги в електромережі, несправності лазерної трубки 
або збої в системі регулювання потужності. Регулярне калібрування 
обладнання та постійний контроль параметрів вихідного випромінювання 
дозволяють мінімізувати ризик виникнення цієї проблеми. 
4.2. Раптові втрати потужності. Неочікуване зниження потужності під час 
процесу різання може призвести до переривання різу та пошкодження 
оброблюваної заготовки. Такі ситуації зазвичай зумовлені проблемами в 
системі електропостачання, несправною або зношеною електропроводкою, а 
також відмовами внутрішніх компонентів верстата. Забезпечення стабільного 
джерела живлення та регулярна перевірка стану електричних з’єднань є 
ефективними заходами для запобігання подібним несправностям. 
5. Нестабільна якість різання. До проявів нестабільної якості різу 
належать:  
- шорсткі або нерівні кромки, які замість гладкої поверхні мають зубчасту 
структуру; 
- неповне прорізання матеріалу, коли лазер не проходить заготовку на 
всю товщину; 
40 
- підгоряння або надмірне плавлення, спричинене надлишковим тепловим 
впливом, що особливо критично для термочутливих матеріалів. 
6. Проблеми, пов’язані з фокусуванням та оптичними елементами. 
6.1. Некоректна фокусна відстань. Неправильно встановлена відстань між 
фокусуючою лінзою та поверхнею матеріалу призводить до розфокусування 
лазерного променя, що негативно позначається на точності та якості різання. 
6.2. Забруднення або пошкодження лінз. Накопичення пилу, продуктів 
різання або наявність подряпин на лінзах викликають спотворення лазерного 
променя, зниження його щільності та, як наслідок, погіршення якості різу. 
Регулярне очищення та своєчасна заміна пошкоджених оптичних елементів є 
необхідними умовами стабільної роботи лазерного обладнання. 
7. Механічні та електричні несправності. 
7.1. Неточності позиціонування, відхилення розмірів і спотворення 
геометрії. Подібні дефекти свідчать про порушення роботи системи керування 
переміщеннями. У таких випадках квадратна форма може перетворюватися на 
ромб, коло — на еліпс, а фактичні розміри деталей не відповідати проєктним. 
Основною причиною є неможливість механічної частини верстата точно 
відтворювати команди контролера без втрат і зсувів. 
Послідовність пошуку несправностей. Діагностику доцільно виконувати 
за принципом зворотного аналізу — від виконавчого механізму до джерела 
приводу: 
- перевірка ремінних і зубчастих передач; 
- огляд і обслуговування напрямних та ходових гвинтів; 
- тестування крокових або серводвигунів і їхніх драйверів. 
 Огляд ременів і шестерень. Це найбільш типове місце виникнення 
проблем. Ослаблений натяг ременів або проковзування шківів на валах 
двигунів часто стають причиною похибок у розмірах та деформації контурів. 
 Перевірка напрямних і ковзних елементів. Забруднення або недостатнє 
змащування лінійних напрямних може створювати нерівномірний опір руху. У 
41 
результаті вузли можуть «підклинювати», що спричиняє втрату кроків і 
зміщення позиціонування. 
Діагностика двигунів і драйверів. Якщо механічна частина перебуває в 
належному стані, джерелом проблеми можуть бути електродвигуни або 
електронні драйвери, які не забезпечують стабільної роботи приводів. 
Рекомендовані заходи усунення несправностей: 
1) Підтягування та фіксація. Необхідно перевірити й надійно затягнути 
всі стопорні гвинти на шківах або муфтах двигунів осей X та Y, оскільки їх 
ослаблення часто призводить до «втрати кроків». Також слід закріпити 
кріплення дзеркал і лазерної головки та відрегулювати натяг ременів за 
допомогою простого методу перевірки натиском пальця. 
2) Очищення. Лінійні напрямні рекомендується протерти безворсовою 
серветкою, змоченою спиртом, для видалення пилу та залишків старого 
мастила. Зубчасті рейки й шестерні слід очистити м’якою щіткою від 
накопиченого сміття. 
3) Змащування. Після очищення на напрямні необхідно нанести невелику 
кількість мастил. Для рівномірного розподілу мастила балку та лазерну головку 
слід кілька разів перемістити вручну. 
Додаткові методи перевірки двигунів і драйверів. У разі підозри на 
несправність електроприводу не варто одразу замінювати компоненти — 
доцільно спочатку провести прості діагностичні тести. 
Метод перестановки: якщо спостерігається нестабільна робота осі Y, 
можна поміняти місцями керуючі кабелі або двигуни осей X і Y (за умови, що 
використовуються однакові модулі). Якщо несправність переходить на іншу 
вісь, проблема пов’язана з драйвером; якщо ж залишається на тій самій осі — 
причина, ймовірно, в двигуні або проводці. 
Метод «перевірки на дотик»: після вимкнення живлення та від’єднання 
двигуна від драйвера вал двигуна обертають вручну: 
- справний двигун має відчутне, але рівномірне магнітне «зачеплення»; 
42 
- пошкоджений підшипник проявляється скреготом або шорсткістю під 
час обертання; коротке замикання в обмотках викликає різкий опір або 
унеможливлює обертання вала. 
Вплив сопла на якість лазерного різання. Форма, діаметр та висота сопла 
(відстань між вихідним отвором сопла та поверхнею заготовки) безпосередньо 
впливають на ефективність і якість різання. Сопло запобігає відскоку 
розплавленого матеріалу, захищає фокусуючу лінзу від забруднень та дозволяє 
контролювати площу та розподіл допоміжного газу, що забезпечує стабільний і 
чистий різ. 
Співвісність центру вихідного отвору сопла та лазерного променя є 
одним із ключових факторів, що визначають якість різу. Вплив співвісності 
зростає зі збільшенням товщини заготівлі. Порушення співвісності може 
виникати через деформацію сопла або накопичення розплаву, тому необхідно 
ретельно зберігати та обслуговувати сопло, щоб уникнути його пошкодження. 
Правильне встановлення та точність форми й розміру сопла критично важливі: 
при використанні пошкодженого або деформованого сопла якість різання 
значно погіршується, і його слід замінити на нове. 
Наслідки зміщення сопла від осі лазера: 
1. Вплив на ріжучу зону: якщо допоміжний газ подається нерівномірно 
через неправильне положення сопла, на одній стороні утворюється розплав, а 
на іншій — ні. Для тонких листів (<3 мм) це вплив незначний, але для товстих 
листів (>3 мм) нерівномірний газовий потік може призвести до неповного 
прорізання. 
2. Вплив на гострі кути: при наявності гострих кутів або малих кутів у 
заготовці можливе явище переплавки металу, через що товсті листи можуть 
залишатися нерозрізаними. 
3. Вплив на перфорацію: при перфорації нестабільне положення сопла 
ускладнює контроль часу та глибини проникнення. Для товстих заготовок це 
може призвести до переплавлення матеріалу, тоді як для тонких листів вплив 
мінімальний. 
43 
Діаметр сопла. Розмір вихідного отвору сопла має суттєвий вплив на 
якість різу та перфорації. Занадто великий отвір дозволяє розплавленому 
матеріалу потрапляти на фокусуючу лінзу, знижуючи її термін служби та 
ефективність захисту. 
Регулювання висоти сопла. Висота сопла — це відстань між вихідним 
отвором і поверхнею заготовки. Для більшості операцій різання вона 
встановлюється в діапазоні 0,7–1,2 мм (при допустимому діапазоні 0,5–4 мм). 
Якщо сопло встановлено занадто низько, воно може торкатися заготовки; 
занадто висока установка зменшує концентрацію та тиск допоміжного газу, що 
погіршує якість різання. При перфорації висота сопла повинна бути трохи 
більшою, ніж при звичайному різанні, і зазвичай встановлюється на рівні 3,5–4 
мм. Це дозволяє ефективно захистити фокусуючу лінзу від бризок розплаву. 
  
44 
2.3. Верстат для лазерного різання LTC 
 
Лазерний різальний верстат LTC є високоефективним і надійним 
обладнанням, призначеним для високоточного розкрою листового металу. 
Застосування системи переміщення заготовки на лінійних приводах забезпечує 
підвищену точність позиціонування та стабільність роботи комплексу 
порівняно з традиційними приводними схемами. 
Збирання дрібних деталей здійснюється за допомогою спеціальних 
рухомих сітчастих піддонів, а для відведення газів, що утворюються під час 
процесу різання, передбачена ефективна витяжна система. Верстат також 
оснащений технологічним столом, який значно спрощує операції завантаження 
та заміни металевих листів. 
Керування лазерною установкою є інтуїтивно зрозумілим і зручним. 
Програмне забезпечення дозволяє працювати з інженерними кресленнями, 
задавати технологічні параметри лазерного випромінювання та точно 
контролювати координати переміщення заготовки. 
Волоконні лазери, що застосовуються у верстаті для лазерного різання 
металу LaserCut FO Professional, мають суттєві переваги над іншими типами 
лазерних джерел. Передусім вони практично не потребують технічного 
обслуговування, оскільки лазер розміщений у герметичному опломбованому 
корпусі, що унеможливлює потрапляння забруднень. Відсутність витратних 
матеріалів і необхідності в залученні висококваліфікованого сервісного 
персоналу знижує експлуатаційні витрати. Крім того, волоконні лазери 
відзначаються надзвичайно високою надійністю та тривалим ресурсом роботи, 
який може перевищувати кілька десятиліть без істотної втрати характеристик. 
Випромінювання волоконного лазера характеризується високою якістю та 
стабільністю параметрів променя. Установлений лазер придатний для обробки 
високовідбивних матеріалів, зокрема латуні, алюмінію, міді, оцинкованої та 
нержавіючої сталі, а також забезпечує можливість виконання не лише різання, а 
й гравіювання металевих поверхонь. Передавання лазерного випромінювання 
45 
здійснюється через волоконно-оптичний тракт, що виключає використання 
дзеркальних елементів і зводить кількість витратних компонентів до мінімуму. 
Застосована волоконна система вирізняється винятковою надійністю, а строк її 
служби співставний із ресурсом самого лазера. 
Особливу увагу під час проектування верстата приділено його 
компонуванню та конструктивному виконанню. Для підвищення зручності 
експлуатації всі зовнішні підключення зосереджені з одного боку обладнання. 
Основні вузли та механізми закриті захисними кожухами, які надійно 
оберігають їх від забруднень і можливих механічних пошкоджень. 
Ергономічний та сучасний зовнішній вигляд верстата позитивно впливає на 
організацію робочого простору та загальну культуру виробництва. 
Для відведення газів, що утворюються під час процесу різання, установка 
обладнана спеціалізованою витяжною системою. Комплекс також має висувний 
технологічний стіл, який забезпечує зручне та безпечне завантаження 
листового матеріалу. Обладнання призначене для обробки металів різної 
товщини, зокрема сталі до 25 мм та алюмінію до 8 мм. Різання здійснюється з 
високою точністю відтворення заданого контуру та значною продуктивністю. 
Координатний стіл виконаний у вигляді портальної конструкції на базі лінійних 
двигунів, що забезпечує стабільність і точність переміщень [18-19]. 
Комплекс LTC вирізняється низькими експлуатаційними витратами, 
підвищеною надійністю та значним ресурсом роботи. Пневматична система 
верстата забезпечує подачу в зону різання повітря, кисню або інертних газів із 
зовнішніх магістралей. Фокусуюча оптична система оснащена безконтактним 
ємнісним датчиком, який автоматично підтримує задану фокусну відстань, що 
гарантує високу якість формування лінії різу. Для збирання дрібних вирізаних 
елементів передбачена спеціальна система з висувними сітчастими піддонами 
[19]. 
У лазерних верстатах серії LTC застосовуються приводи на синхронних 
лінійних двигунах. Використання лінійного приводу суттєво покращило 
динамічні характеристики системи, що сприяло зростанню продуктивності та 
46 
підвищенню загальних якісних показників обладнання. Реалізація прямого 
приводу на основі лінійних двигунів забезпечує максимальну точність 
позиціонування, стабільність параметрів і високу надійність роботи верстата 
[19]. 
Основні переваги установки: 
- можливість різання листових матеріалів із точністю до 0,005 мм; 
- висока якість та чистота кромок різу; 
- висока щільність енергії лазерного променя, що дозволяє отримувати 
мінімальну ширину різу; 
- значна швидкість обробки; 
- надійне та добре оптимізоване програмне забезпечення; 
- стабільність і безвідмовність у роботі; 
- низькі експлуатаційні витрати; 
- висока загальна продуктивність комплексу. 
Комплекс лазерного різання оснащений спеціалізованим програмним 
забезпеченням, яке забезпечує підготовку, обробку та виконання файлів-
завдань, що містять креслення та технологічні параметри для лазерного 
джерела і системи переміщення. Завантаження й обробка таких файлів 
здійснюється у форматах DXF або G-кодів. Програмне забезпечення дозволяє 
налаштовувати й зберігати параметри обробки, а також виконувати контроль і 
самодіагностику обладнання безпосередньо під час виконання завдання. 
Інтерфейс керування є інтуїтивно зрозумілим для оператора та 
максимально сумісним зі стандартними CAD/CAM-системами. Як керуючі 
креслення в систему можуть імпортуватися файли формату HPGL (plt) або 
DXF, створені в будь-яких системах автоматизованого проектування, зокрема 
AutoCAD, CorelDRAW та інших. Крім того, програмне забезпечення лазерного 
верстата підтримує різання труб (за наявності відповідної опції) за складними 
контурами з одночасним керуванням обертальною координатою та однією з 
лінійних осей. Програмне забезпечення лазерного верстата серії LTC 
забезпечує можливість: 
47 
 - оперативної підготовки файлів-завдань із заданими технологічними 
параметрами; 
- автоматичного розкрою матеріалу загальним різом із урахуванням 
ширини пропилу; 
- запобігання проходженню ріжучого інструмента над уже вирізаними 
деталями; 
- ведення обліку деталей, листів-заготовок і відходів; 
- автоматичного формування мікроперемичок у контурах обробки; 
- оптимізації холостих переміщень; 
- завантаження креслень форматів DWG,DXF та інших CAD-форматів 
через мережеву синхронізацію або електронні носії інформації. 
Обладнання для лазерного різання металу забезпечує обробку широкого 
спектра металевих сплавів як вітчизняного, так і імпортного виробництва. 
Лазерне різання кольорових металів, зокрема міді, латуні та алюмінію, 
виконується без технологічних обмежень. 
Умови експлуатації: 
- для встановлення лазерного комплексу не потрібне облаштування 
спеціального фундаменту; загальна маса верстата не перевищує 6000 кг; 
- необхідно дотримуватися рекомендованого температурного режиму в 
приміщенні; 
- слід забезпечити постійний контроль параметрів електричної мережі 
живлення [19]. 
  
48 
Таблиця 2.1 Технічні характеристики станка лазерного різання LTC [20] 
Од. 
Параметри Значення 
вим. 
Тип лазера   оптоволоконний лазер 
Передача проміня   оптоволокно 
Ширина плями сфокусованого 
мм 0,07-0,15 
випромінювання 
Середня потужність 
Вт от 500 до 6000 
випромінювання 
Кінематична схема портальна, лист нерухомий 
 
Базові варіанти розмірів поля 3000×1500; 2500×1250; 
мм 
обробки  2500×1500; 1500×1250 
Тип привода координат X,Y лінійний привод 
 
Тип привода координати Z сервопривод 
 
Точність позиціонування по 
мм ±0.01 
координаті Х 
Точність позиціонування по 
мм ±0.01 
координаті Y 
Максимальна швидкість 
мм/хв 100 000 
переміщення 
Система підтримки фокуса безконтактна 
 
Тип охолодження автономне 
 
Напруження живлення ~380±18%; 50Гц; 3-фази 
 
ККД лазерного джерела, не 
30% 
меньше  
Потужність споживання 
кВт до 8,0 (для лазера 1 кВт) 
лазерної установки, не більше 
Маса комплексу кг 3000 
Термін служби установки до 
міс. 120 
списання, не меньше 
Гарантійний термін міс. 12 
  
49 
 
Рисунок 2.1 – Зовнішній вигляд верстата для  лазерної різки  
 
          
Рисунок 2.2 – Зовнішній вигляд системи управління та живлення для 
різання металу 
 
Одним із ключових факторів, що визначають ефективність і якість 
процесу лазерного різання, є характеристики лазерного пучка. За недостатньої 
якості випромінювання досягнення високої точності та чистоти різу стає 
50 
неможливим. Для кількісної оцінки якості лазерного пучка застосовують низку 
параметрів [18-19]. 
1. Добуток параметрів пучка θ · D [мм·мрад] — BPP (Beam Parameter 
Product) [18]. 
Параметр BPP визначається як добуток радіуса лазерного пучка в 
ближній зоні на його кутову розбіжність у дальній зоні та характеризує 
фокусувальні властивості випромінювання. 
2. Параметр якості пучка K 
( K = θд/θ = 4·λπ·\(1/D·θ) [18].    (2.1) 
Цей параметр є відношенням розбіжності ідеального гаусового пучка до 
фактичної розбіжності реального лазерного випромінювання. Для 
одномодового лазера з гаусовим розподілом інтенсивності та круговою 
поляризацією значення параметра якості становить K = 1. У разі відхилення 
пучка від ідеального значення параметра зменшується (K < 1). 
3. Параметр поширення ��різ 
Величина ��різ характеризує ступінь, на який розбіжність реального 
лазерного пучка перевищує розбіжність ідеального гаусового випромінювання. 
Параметри K і ��різ, як правило, використовують для порівняння пучків з 
однаковою довжиною хвилі. Якщо ж довжини хвиль різні, більш доцільно 
застосовувати показник BPP. 
Волоконні лазери формують маломодовий лазерний пучок, поперечний 
розподіл інтенсивності якого є близьким до прямокутного, що позитивно 
впливає на стабільність і якість процесу лазерного різання. 
Особливості робочого процесу. Під час роботи лазерного різального 
верстата забороняється залишати його без нагляду. Навіть при наявності 
автоматизованих систем контролю безпеки програмне забезпечення не може 
повністю виключити ризик виникнення неполадок. Найменший пропуск чи 
помилка оператора здатні призвести до серйозних несправностей або повного 
виходу обладнання з ладу. Налаштування дзеркал і фокусування лінз повинні 
виконуватися максимально точно. Невірно встановлений кут або положення 
51 
фокусу може спричинити нерівний різ, деформацію або пошкодження деталей. 
При нанесенні візерунків на поверхню рекомендується застосовувати 
спеціальну захисну плівку, яка запобігає змінам кольору або деформації 
сусідніх ділянок. 
Регулярне видалення виробничого сміття, що утворюється під час роботи, 
допомагає уникнути проблем зі спайкою матеріалів із різними властивостями. 
Важливо розуміти, що навіть при дотриманні всіх правил і профілактичних 
заходів результат обробки може бути не ідеальним: на металевих заготовках у 
місцях різу часто залишаються задирки або надто гострі краї. Невірно підібрані 
параметри процесу призводять не лише до проблем із обробкою, а й до 
підвищеного енергоспоживання. 
Вентиляційна система повинна забезпечувати видалення відпрацьованого 
повітря з приміщення, а не циркуляцію його всередині. Некоректна робота 
вентиляції може викликати неприємні запахи. Крім того, лазерний різак для 
металу генерує високий рівень шуму, тому приміщення має бути 
шумоізольоване, щоб не створювати дискомфорту для персоналу та оточуючих. 
Перед початком безпосередньої обробки необхідно ретельно перевірити 
цілісність усіх механізмів і систем верстата. 
Перед початком робіт слід перевіряти відповідність характеристик 
матеріалу заявленим виробником. Нерідко фактичні властивості відрізняються 
від заявлених, що може призвести до некоректного налаштування режимів 
обробки. Щоб уникнути небажаного сплавлення металу з іншими матеріалами, 
слід своєчасно видаляти сміття та сторонні предмети з робочої зони. 
 
 
  
52 
Висновки до розділу 2 
 
У цьому розділі було розглянуто ключові аспекти, що визначають 
ефективність та можливості сучасних систем лазерного різання. 
Проаналізовано особливості конструкції та принципи роботи обладнання для 
лазерного різання, що дозволило окреслити основні вимоги до його технічних 
характеристик та умов експлуатації. Досліджено особливості перебігу процесу 
лазерного різання, включаючи взаємодію лазерного випромінювання з 
матеріалом, механізми формування різу та фактори, які впливають на його 
якість. Окрему увагу приділено верстату для лазерного різання LTC, 
функціональні можливості та технічні переваги якого підтверджують 
доцільність його застосування для високоточної обробки листових матеріалів. 
Загалом аналіз доводить, що сучасні системи лазерного різання, зокрема 
верстат LTC, забезпечують високу продуктивність, точність та якість обробки, 
а також можуть ефективно використовуватися у широкому спектрі 
технологічних задач машинобудівних та виробничих підприємств. 
  
53 
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 
 
3.1 Параметри лазерного різання  
 
Процес лазерного різання характеризується складними фізичними 
взаємодіями, що охоплюють контакт між оброблюваним матеріалом, лазерним 
випромінюванням і допоміжним газом. Під час різання відбувається 
інтенсивний енергообмін, формування температурних полів, термохімічні 
реакції, а також процеси газодинаміки й аеродинаміки. Загалом у дослідженнях 
лазерного різання матеріальні характеристики та параметри обладнання є 
визначеними й малозмінними, тому підвищення якості та ефективності різання 
можливе насамперед шляхом оптимізації режимів обробки. У зв’язку з цим як 
вхідні параметри обрано потужність лазера, швидкість різання, частоту 
випромінювання, робочий цикл лазера та тиск допоміжного газу з метою 
аналізу їхнього впливу на показники якості різу. 
Потужність лазера є кількістю енергії, що подається до лазерного 
джерела. Інтенсивність лазерного променя визначається як відношення 
потужності до площі лазерної плями. Значення потужності безпосередньо 
впливає на здатність матеріалу до різання та продуктивність процесу. Водночас 
збільшення потужності не завжди є доцільним: надмірна потужність 
призводить до розширення пропилу, збільшення зони термічного впливу та 
можливого перепалу заготовки, що суттєво погіршує якість обробки. 
Швидкість різання в процесі лазерної обробки тісно пов’язана з її 
продуктивністю: зі зростанням швидкості підвищується ефективність різання. 
Однак цей параметр обмежується вимогами до якості. Надто велика швидкість 
може спричинити неповне прорізання матеріалу, тоді як надто мала — знижує 
продуктивність і економічну доцільність процесу. Тому правильний вибір 
швидкості різання є одним із ключових завдань при лазерному різанні. 
Значення швидкості різання залежить від типу матеріалу та товщини 
заготовки. Зі збільшенням товщини зростає необхідна температура плавлення, а 
54 
також час дії лазерного променя на зону різу. Значне відхилення швидкості від 
оптимального значення може призвести до підвищеної шорсткості поверхні, 
утворення задирок і проплавлень. Крім того, швидкість різання пов’язана з 
потужністю лазера: зі збільшенням потужності можливе підвищення швидкості 
обробки. Під час різання з використанням допоміжного газу кінцевий результат 
також істотно залежить від типу застосованого газу. 
Основне призначення допоміжного газу полягає у видаленні 
розплавленого металу із зони різання, що забезпечує стабільність і 
безперервність процесу лазерного різання. Загалом зі збільшенням тиску газу 
підвищується ефективність винесення розплаву з прорізу. Водночас надмірно 
високий тиск призводить до зростання швидкості газового потоку в соплі та 
виникнення турбулентності в щілині різу, що знижує здатність газу видаляти 
розплавлений матеріал і посилює охолоджувальний ефект. Унаслідок цього 
зростає ймовірність затримки та налипання шлаку в прорізі. Застосування азоту 
як допоміжного газу під час різання нержавіючої сталі дає змогу отримати 
чисті, неокислені та блискучі кромки різу. Для низьковуглецевих сталей 
доцільно використовувати кисень, оскільки він підвищує ефективність процесу 
та дозволяє зменшити необхідну потужність лазера. Значення тиску газу 
визначається товщиною заготовки: при різанні тонких листів ефективнішим є 
підвищений тиск, що компенсує дефіцит кисню за високих швидкостей різання, 
тоді як для товстих заготовок високий тиск застосовується з метою 
інтенсивного видалення розплаву з прорізу. При кисневому різанні, навпаки, 
тиск газу зазвичай зменшують зі збільшенням товщини матеріалу. 
Частота лазера. За умови сталої середньої потужності підвищення частоти 
лазерного випромінювання призводить до зростання кількості імпульсів за 
одиницю часу та зменшення енергії, що припадає на один імпульс. У процесі 
різання це аналогічно використанню затупленого інструмента, що негативно 
впливає на ефективність розділення матеріалу. 
Робочий цикл лазера. Робочий цикл істотно впливає на пікову потужність 
лазерного випромінювання. Характеристики лазерного променя в основному 
55 
визначаються конструкцією лазера та задаються виробником, тому в умовах 
реальної обробки коригуванню підлягають передусім технологічні параметри 
процесу. 
До режимів обробки належать швидкість різання, тип допоміжного газу, 
його тиск і положення фокусу. Параметри заготовки визначаються її товщиною, 
матеріалом, геометрією та станом поверхні. 
Для забезпечення високої точності при обробці заготовок складної форми 
або за наявності тонких перемичок доцільно зменшувати потужність лазера 
шляхом переходу в імпульсний режим. Важливу роль відіграє також 
стабільність потужності лазера протягом усього процесу обробки, оскільки цей 
чинник безпосередньо впливає на відтворюваність і стабільність якості різання 
[17-19]. 
Результат лазерного різання істотно залежить від положення фокусу 
лазерного променя. Під час газового різання конструкційних сталей товщиною 
до 6 мм фокус доцільно розташовувати безпосередньо на поверхні листа, тоді 
як для заготовок товщиною 8 мм і більше фокус зміщують вище поверхні 
матеріалу. За умов різання з використанням високого тиску допоміжного газу 
фокус, навпаки, переносять у товщу листа. Визначення оптимального 
положення фокусу здійснюють за допомогою методу контуру плазми, що 
ґрунтується на зміні її кольору, або шляхом визначення мінімальної ширини 
прорізу, сформованого на матеріалі [17–19]. 
Товщина заготовки безпосередньо впливає на режими обробки та якість 
різу: зі збільшенням товщини зростає шорсткість кромок і зменшується 
допустима швидкість різання. 
Можливість ефективного розділення матеріалу лазерним променем 
визначається його фізико-тепловими властивостями, зокрема коефіцієнтом 
поглинання, теплопровідністю та відбивною здатністю. Ці характеристики 
залежать від хімічного складу матеріалу, зокрема від вмісту вуглецю та 
легувальних елементів. Під час різання металів із підвищеним вмістом вуглецю, 
таких як залізо та сталі, необхідно враховувати зростання твердості в зоні 
56 
кромки різу. Заготовки з високим вмістом легувальних компонентів піддаються 
лазерному різанню складніше порівняно з матеріалами з нижчим рівнем 
легування. Гладкі та блискучі поверхні зумовлюють інтенсивне відбиття 
лазерного випромінювання, що негативно позначається на якості різання, тоді 
як наявність окалини на поверхні листа також призводить до її погіршення. 
Натомість шорсткі та матові поверхні сприяють підвищенню швидкості 
різання. Позитивний вплив на процес може чинити й тонкий масляний шар на 
поверхні заготовки за умови роботи лазера з максимальною потужністю [19]. 
Ще одним важливим чинником, що впливає на якість різання, є геометрія 
заготовки. Зокрема, наявність гострих кутів, тонких перемичок або отворів 
малого діаметра (меншого за подвійну товщину листа) ускладнює процес 
обробки. Різання таких елементів здійснюють за знижених значень швидкості, 
потужності лазерного випромінювання та частоти імпульсів.  
Загальноприйнятими показниками оцінювання якості лазерного різання в 
умовах промислової експлуатації є ширина прорізу, шорсткість поверхні різу, 
наявність і кількість шлаку на дні щілини, розміри зони термічного впливу, а 
також вираженість смуг різання. 
Ширина прорізу. Ширина прорізу визначається як мінімальна відстань 
між його протилежними кромками та, як правило, залежить від режимів роботи 
лазера і діаметра лазерної плями. Зазвичай збільшення ширини прорізу свідчить 
про погіршення якості різання. 
Шорсткість поверхні різу. Для характеристики шорсткості застосовують 
різні параметри, зокрема середнє арифметичне відхилення профілю Ra, 
середню висоту нерівностей Rz і максимальну висоту профілю Ry. Найчастіше 
для оцінювання використовують параметри Ra та Rz. При аналізі якості 
лазерного різання доцільно застосовувати середню шорсткість Ra. Слід 
зазначити, що шорсткість поверхні різу має пошаровий характер уздовж 
товщини матеріалу: у напрямку до нижньої поверхні її значення, як правило, 
зростає. Тому вимірювання зазвичай виконують у зоні, розташованій на 
відстані приблизно однієї третини товщини від нижньої поверхні. 
57 
Кількість шлаку на дні прорізу. У процесі лазерного різання 
розплавлений метал під дією сили тяжіння та допоміжного газу переміщується 
до нижньої частини щілини. Частина в’язкого розплаву може не бути повністю 
видаленою газовим потоком і, охолоджуючись, повторно тверднути, 
утворюючи налиплий або висячий шлак. Зменшення в’язкості розплаву та 
підвищення його плинності сприяють зниженню інтенсивності 
шлакоутворення. Під час лазерного різання бажано максимально уникати появи 
шлаку, оскільки його наявність погіршує якість деталей. У випадках, коли 
усунення шлаку шляхом оптимізації режимів різання є неможливим, 
застосовують додаткові операції, зокрема шліфування. Зменшення кількості 
шлаку або його повна відсутність дає змогу підвищити якість виробів, 
скоротити кількість після обробних операцій і знизити виробничі витрати. 
Ширина зони термічного впливу. Під час різання тепло поширюється від 
прорізу в прилеглі ділянки матеріалу, у яких можуть відбуватися фазові 
перетворення або зміна розміру зерна. Унаслідок цього механічні властивості, 
зокрема міцність і твердість, зазнають певних змін. Ці ділянки називають зоною 
термічного впливу, а її ширина є одним із важливих критеріїв оцінювання 
якості різання. 
Смуги різання. Наявність смуг на поверхні різу є характерною ознакою 
лазерного різання і практично неминучою. Відмінність полягає лише в ступені 
їх вираженості: у деяких випадках смуги добре помітні, в інших — майже 
непомітні неозброєним оком. Незважаючи на відсутність єдиного погляду на 
механізм їх утворення, загальновизнано, що менша кількість смуг та менша 
глибина їх прояву відповідають вищій якості лазерного різання. 
58 
3.2 Брак при лазерному різанні 
 
Грат під час лазерного різання металу є дефектом, що являє собою 
застиглі краплі розплавленого металу, які налипають на кромки виробу після 
різання. Основною причиною його виникнення є неправильний вибір 
швидкості переміщення лазерної головки. Для окремих матеріалів, зокрема 
алюмінію, дотримання точно заданої швидкості різання є критично важливим. 
Грат у вигляді намистоподібних утворень із спрямованими донизу 
борозенками, що налипає на кромки конструкційної сталі, зазвичай виникає 
внаслідок надмірно високого положення фокусу відносно номінального або 
занадто великої швидкості різання. Усунення цього дефекту можливе шляхом 
зниження швидкості обробки приблизно на 10 % або коригування положення 
фокусу вниз. 
Грат із крихтами та вибоїнами на заготовці з’являється при розташуванні 
фокусу нижче номінального рівня, особливо за умов підвищеного тиску кисню 
та високої швидкості різання. Для усунення такого дефекту рекомендується 
підвищити положення фокусу та зменшити швидкість різання на 5–10 %. 
 Нерівність кромок - хоча лазерне різання зазвичай забезпечує рівні та 
чисті краї, порушення технологічних вимог може призвести до появи 
нерівностей. Причинами цього є некоректне формування ріжучого кута 
верстата, відсутність своєчасного технічного обслуговування, ненадійне 
закріплення заготовки або використання матеріалу з товщиною чи масою, що 
не відповідають можливостям обладнання. Для запобігання дефекту необхідно 
регулярно обслуговувати робочі вузли верстата та забезпечувати надійну 
фіксацію матеріалу з характеристиками, що відповідають параметрам 
установки. 
Борозни та вихрові сліди виникають внаслідок відриву газового струменя 
та його взаємодії із заготовкою поза зоною дії лазерного променя. При різанні 
товстих листів газовий потік набуває вихрового характеру, що спричиняє 
деформації поверхні. Для запобігання утворенню борозен необхідно 
59 
відрегулювати тиск газу та підібрати оптимальний режим різання. Важливу 
роль відіграє також правильний вибір як основного, так і допоміжного газу, 
який повинен ефективно видаляти розплавлений метал і забезпечувати чистоту 
різу. 
Раковини та видування металу виникають за надмірного тиску робочого 
газу, неправильного поєднання потужності лазера та швидкості різання, а також 
помилок у калібруванні відстані до заготовки. Для їх усунення рекомендується 
зменшити швидкість приблизно на 10 %, потужність — на 5 %, а тиск газу — 
на 1 бар. 
Причинами утворення гребінців та ребристості є надто висока швидкість 
різання та некоректно задана потужність лазера. Усунення дефекту досягається 
зниженням швидкості на 5–10 %, потужності — на 10 % і тиску газу — 
приблизно на 0,3 бар. Якщо ребристість або гребінці з’являються лише з одного 
боку заготовки, це може свідчити про забруднення або пошкодження сопла чи 
лінзи, які необхідно очистити або замінити. 
Розрив заготовки в зоні врізання, утворення кратера під час 
проколювання. Такі дефекти зумовлені занадто низьким положенням фокусу, 
некоректними параметрами врізання або використанням дюзи з надмірно 
великим отвором. Для їх запобігання слід підвищити фокус, застосувати дюзу з 
меншим соплом та встановити стандартні параметри врізання. 
Локальне оплавлення та неповне прорізання з однієї сторони. Виникають 
унаслідок несправності лінзи або сопла, а також порушення центрування дюзи. 
Дефект усувається шляхом заміни несправних елементів або повторного 
центрування сопла. 
Причиною перевищення допустимих відхилень площинності є порушення 
умов зберігання вихідного матеріалу або вивільнення внутрішніх напружень у 
металі. Усунення дефекту можливе шляхом правки деталей. 
Окалина являє собою поверхневу кірку, що утворюється внаслідок 
нагрівання металу. Її поява пов’язана з незадовільним станом заготовки або 
60 
неправильним налаштуванням фокусу лінзи. Видалення окалини здійснюють 
хімічними, електрохімічними або механічними методами. 
Пропал проявляється у вигляді наскрізних отворів на готовій деталі після 
різання та є характерним дефектом під час обробки алюмінію. Навіть після 
спроби усунення шляхом заварювання сліди пропалу, як правило, залишаються 
помітними. Причини його виникнення можуть бути різноманітними та 
потребують комплексного аналізу режимів різання.  
Таблиця 3.1 Основні дефекти при лазерному різанні металу та способи їх 
усунення 
№ Дефект Опис/ Можливі причини Способи усунення 
візуальні виникнення 
ознаки 
1 2 3 4 5 
1. Гр ат Напливи, - Неправильна - Зменшити швидкість 
застиглі швидкість різання  на 5-10% 
краплі - Неправильне - Відрегулювати фокус 
розплаву на положення фокусу  за номіналом  
кромці -Підвищений тиск - Зменшити тиск 
кисню кисню 
2. Н ерівний Хвилястий, - Погана фіксація - Жорстко зафіксувати 
край неакуратний листа  заготівлю  
зріз - Невідповідна - Підібрати потрібну 
товщина металу  товщину листа  
– Знос компонентів - Провести 
верстата техобслуговування 
верстата 
3. Бо розни і Поглиблення, - Відділення - Відрегулювати тиск  
вихори хвилясті сліди газового струменя  - Вибрати правильний 
на поверхні - Невірний набір допоміжний газ  
допоміжного газу  - Налаштувати  
61 
Продовження таблиці 3.1 Основні дефекти при лазерному різанні металу 
та способи їх усунення 
1 2 3 4 5 
3.    - Підвищений тиск - стабільний газовий 
струмінь 
4. Ра ковини/ Поглиблення, - Надлишковий тиск - Зменшити 
видув кратери газу  потужність на 5% 
матеріалу - Завищена - Зменшити швидкість 
потужність  на 10% 
- Неправильна - Зменшити тиск  на 1 
відстань сопла до бар 
заготівлі 
5. Гр ебінці/ Поперечні або - Завищена - Зменшити 
ребристість поздовжні швидкість потужність на 5-10% 
нерівності на - Помилки у - Зменшити швидкість 
зрізі потужності  на 10% 
- Забруднена або - Очистити або 
несправна лінза / замінити сопло та 
сопло лінзу 
6.  Кратер Вирва або - Занадто низький - Підвищити фокус  
при врізанні/ отвір точки фокус  - Встановити сопло з 
пропал входу променя - Великий діаметр меншим отвором  
сопла  - Встановити 
- Неправильні стандартні параметри 
параметри врізання врізання 
7. Н еповний різ Заготівля не - Пошкоджена лінза - Замінити несправні 
з одного боку прорізається або сопло  елементи  
по всій -Порушення - Провести 
товщині центрування сопла центрування сопла 
 
62 
Продовження таблиці 3.1 Основні дефекти при лазерному різанні металу 
та способи їх усунення 
1 2 3 4 5 
8.  Перевищення Деформація, - Неправильне - Дотримуватись 
площинності вигини, зберігання металу  правил зберігання  
хвилястість - Внутрішня - Провести 
матеріалу напруга в заготівлі вирівнювання або 
коригування 
геометрії деталей 
9.  Окалина  Тверда кірка - Забруднена - Очистити матеріал 
на поверхні заготовка  перед обробкою  
після - Помилки - Провести фокус  
нагрівання фокусування  - Видалити окалину 
- Погана якість механічно чи хімічно 
металу 
10. Пропал Наскрізні - Неправильне - Оптимізувати 
(особливо отвори на налаштування  параметри (зменшити 
при врізанні кромках чи - Надмірна потужність та 
алюмінію) поверхні потужність  швидкість) 
- Особливості - Змінити алюміній на 
сплаву (низька більш відповідний 
теплопровідність) сплав 
 
63 
3.3 Дослідження впливу технологічних параметрів на якість лазерного 
різання низьковуглецевої сталі 
 
    
Рисунок 3.1 – Зображення лазерного різу 
 
 
 
 
Рисунок 3.2 – Фотографії якості різання нержавіючої сталі а-товщина 
4мм, б- товщиною 3 мм 
 
64 
2 4 6 8 10 12
товщина металу, мм  
Рисунок 3.3 – Графік залежності шорсткості різання від товщини  
 
На осі x відкладена товщина металу (мм), а на осі y – шорсткість поверхні 
Ra. Точки на графіку показують результати вимірювань для трьох товщин 
металу: 3 мм, 5 мм та 10 мм.  
Як видно з графіку зі шорсткість поверхні збільшується зі збільшенням 
товщини металу. Для найтоншої заготовки (3 мм) Ra найменше, а для 
найтовстішої (10 мм) – найбільше. Дані на графіку утворюють приблизно 
пряму лінію, що свідчить про лінійну кореляцію між товщиною матеріалу та 
шорсткістю. 
При збільшенні товщини металу лазерний промінь менш ефективно 
забезпечує рівномірне плавлення та видування матеріалу, що призводить до 
підвищення шорсткості різу. Для досягнення низької шорсткості при товстих 
заготовках може знадобитися коригування параметрів лазера: потужності, 
швидкості різання або фокусної відстані. 
Ra
65 
600
550
500
450
400
350
300
250
2 4 6 8 10 12
t, мм
 
 Рисунок 3.4 – Графік залежності ширини різання від товщини листа 
 
На осі x відкладена товщина матеріалу (мм), а на осі y – ширина різу (µм). 
Дані представлені для трьох товщин: 3 мм, 5 мм та 10 мм. 
Ширина різу зростає разом із товщиною листа. Для найтоншого листа (3 
мм) ширина борту близько 300 мкм, для середньої товщини (5 мм) – приблизно 
470 мкм, а для товстого листа (10 мм) – близько 550 мкм.    Збільшення ширини 
різу більш помітне при переході від тонкого до середнього листа і менш 
інтенсивне при збільшенні товщини до 10 мм. Це свідчить про нелінійну, але 
позитивну кореляцію. 
При товстіших заготовках лазерний промінь розсіюється сильніше, що 
призводить до збільшення ширини різу. 
Для збереження високої точності та мінімальної ширини різу при роботі з 
товстим металом слід оптимізувати параметри лазера: потужність, швидкість 
руху та фокусування променя. 
  
bорт, мкм 
66 
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 1 2 3 4 5 6
товщина листа  
Рисунок 3.5 – Графік показує залежність швидкості різання від товщини 
листа  
 
При збільшенні товщини листа швидкість різання значно зменшується. 
Для тонких листів (близько 0,5 мм) швидкість різання максимальна — 
приблизно 45 м/хв. 
При товщині листа 2 мм швидкість падає до близько 16 м/хв. 
Для товстих листів (5–6 мм) швидкість різання практично стабілізується 
на рівні близько 3 м/хв. 
Зі збільшенням товщини матеріалу швидкість лазерного різання 
зменшується, причому спочатку швидко, а потім наближається до майже 
постійного мінімального значення для великих товщин. Це пояснюється тим, 
що для різання товстих листів лазеру потрібно більше часу для нагрівання та 
проплавлення матеріалу. 
Як видно за малих товщин листа (приблизно 0,5–2 мм) (рисунок 3.6) 
витрати газу незначні й зростають повільно — від майже нульових значень до 
близько 5 дл/хв. Це пояснюється тим, що для тонкого матеріалу потрібен 
менший тиск і об’єм газу для видалення розплаву з зони різання. 
швідкість різки, м/хв
67 
У діапазоні середніх товщин (2–4 мм) спостерігається помітніше 
зростання витрат: приблизно від 5 до 25–30 дл/хв. У цій області необхідність 
ефективнішого видалення продуктів плавлення та підтримання стабільного різу 
вимагає більшого потоку газу. 
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 1 2 3 4 5 6
товщина листа  
Рисунок 3.6 – Графік залежності витрат ріжучого газу від товщини листа 
 
При подальшому збільшенні товщини листа (понад 4 мм) крива стає 
значно крутішою. Для товщин 5–6 мм витрати газу різко зростають і досягають 
приблизно 60–80 дал/хв. 
22
20
18
16
14
12
10
8
2 4 6 8 10 12
t, мм
 
Рисунок 3.7 – Графік залежності оптимальної швидкості різання від 
товщини листа  
Витрати ріжучого газу декалітрів 
за хвилину
V с опт
68 
Для тонких листів (близько 3 мм) оптимальна швидкість різання є 
максимальною і становить приблизно 20 м/хв. Це пояснюється меншою 
кількістю матеріалу, який необхідно проплавити, та кращим відведенням 
розплаву з зони різання. 
При збільшенні товщини листа до 5 мм швидкість зменшується до 
близько 15 м/хв. У цьому діапазоні вже потрібен більший тепловий внесок для 
стабільного різу, що вимагає зниження швидкості переміщення лазерного 
променя. 
Для товстих листів (приблизно 10 мм) оптимальна швидкість різання 
знижується до 10 м/хв. Це пов’язано з необхідністю глибшого проплавлення 
матеріалу, збільшенням об’єму розплаву та ускладненим видаленням продуктів 
різання. 
Таким чином, графік демонструє обернену залежність: зі збільшенням 
товщини листа оптимальна швидкість лазерного різання зменшується, що є 
характерною закономірністю для процесів термічного різання матеріалів. 
7.5
7
6.5
6
5.5
5
4.5
4
3.5
3
1 2 3 4 5 6 7 8
Vc, м/хв  
Рисунок 3.8 – Графік залежності шорстокості поверхні від швидкості 
різання при товщині листа  2,5 мм листа 
 
Крива має нелінійний, хвилеподібний характер, що свідчить про 
складний вплив швидкості різання на якість поверхні. 
Ra, мкм
69 
На малих швидкостях різання (близько 1,5–2,5 м/хв) спостерігається 
зростання шорсткості, причому максимальне значення Ra ≈ 7,0 мкм досягається 
при швидкості близько 2,5 м/хв. Це може бути пов’язано з надмірним тепловим 
внеском, нестабільним видаленням розплаву та утворенням напливів. 
При подальшому збільшенні швидкості до 3,0–5,0 м/хв шорсткість 
поверхні суттєво зменшується і досягає мінімальних значень Ra ≈ 3,5–3,8 мкм. 
У цьому діапазоні реалізуються найбільш сприятливі умови різання: стабільна 
зона плавлення та ефективне видалення розплаву. 
У діапазоні швидкостей 6,0–7,5 м/хв спостерігаються незначні коливання 
шорсткості з тенденцією до її повторного зростання. Це може бути зумовлено 
недостатнім часом взаємодії лазерного променя з матеріалом, що призводить до 
нерівномірного проплавлення та появи мікронерівностей. 
Таким чином, графік показує, що для листа товщиною 2,5 мм існує 
оптимальний діапазон швидкостей різання (приблизно 3–5 м/хв), за якого 
забезпечується мінімальна шорсткість поверхні та найкраща якість різу. 
5.4
5.2
5
4.8
4.6
1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6
Vc, м/хв  
Рисунок 3.9 – Графік залежності шорсткості поверхні від швидкості 
різання при товщині листа 4 мм  
 
Значення шорсткості змінюються в порівняно вузькому діапазоні 4,9–5,2 
мкм, що свідчить про відносно стабільну якість поверхні в дослідженому 
інтервалі швидкостей. 
Ra, мкм
70 
При швидкості різання близько 1,2 м/хв шорсткість має значення Ra ≈ 5,2 
мкм. Зі збільшенням швидкості до 1,4 м/хв спостерігається незначне зменшення 
шорсткості до приблизно 5,0 мкм, що вказує на покращення умов формування 
різу. 
Подальше підвищення швидкості до 1,6–1,8 м/хв супроводжується 
помірним зростанням Ra, яке знову досягає максимального значення близько 
5,2 мкм. Це може бути пов’язано з коливаннями режиму плавлення та 
видалення розплаву з зони різання. 
При швидкості 2,0 м/хв шорсткість зменшується до мінімального 
значення Ra ≈ 4,9 мкм, що свідчить про найбільш сприятливі умови різання для 
листа товщиною 4 мм. За подальшого збільшення швидкості до 2,2 м/хв 
шорсткість дещо. 
На графіку наведено залежність шорсткості поверхні Ra від швидкості 
різання Vc при лазерному різанні листа товщиною 4 мм. 
По осі абсцис відкладено швидкість різання Vc, м/хв, а по осі ординат — 
шорсткість поверхні Ra, мкм. Значення шорсткості змінюються у відносно 
вузькому інтервалі 4,9–5,2 мкм, що свідчить про достатньо стабільну якість 
поверхні в дослідженому діапазоні режимів. 
При швидкості різання близько 1,2 м/хв шорсткість становить Ra ≈ 5,2 
мкм. Зі збільшенням швидкості до 1,4 м/хв спостерігається незначне зменшення 
шорсткості до приблизно 5,0 мкм, що вказує на покращення умов формування 
різу. 
Подальше підвищення швидкості до 1,6–1,8 м/хв супроводжується 
помірним зростанням шорсткості, яка знову досягає значення близько 5,2 мкм. 
Це може бути пов’язано з нестабільним видаленням розплаву з зони різання. 
При швидкості 2,0 м/хв шорсткість зменшується до мінімального 
значення Ra ≈ 4,9 мкм, що відповідає оптимальним умовам різання для листа 
товщиною 4 мм. За подальшого збільшення швидкості до 2,2 м/хв шорсткість 
дещо зростає і становить близько 5,0 мкм. 
71 
Отже, для лазерного різання листа товщиною 4 мм оптимальний діапазон 
швидкостей різання знаходиться поблизу 2,0 м/хв, за якого забезпечується 
мінімальна шорсткість поверхні та стабільна якість різу. 
 
0.85
0.75
0.65
1000 1500 2000 2500
W, Вт
 
Рисунок 3.10 – Графік залежності швидкості різання від потужності 
лазерного випромінення 
  
При потужності 1000 Вт швидкість різання становить близько 0,75. Зі 
збільшенням потужності до 1500 Вт спостерігається незначне зростання 
швидкості, що вказує на підвищення ефективності процесу різання за рахунок 
більшої енергії, яка підводиться в зону різу. 
Подальше підвищення потужності до 2300 Вт приводить до досягнення 
максимального значення швидкості різання (Vc ≈ 0,77). У цьому діапазоні 
потужностей умови плавлення та видалення матеріалу є найбільш 
сприятливими. 
Однак при збільшенні потужності до 2500 Вт швидкість різання дещо 
зменшується і знову наближається до значення 0,75. Це може бути пов’язано з 
перегрівом зони різання, погіршенням стабільності процесу або збільшенням 
втрат енергії на випаровування та розбризкування розплаву. 
Таким чином, графік свідчить про наявність оптимального діапазону 
потужності лазерного випромінювання (близько 2000–2300 Вт), у якому 
Vc орт
72 
досягається максимальна швидкість різання та найбільш ефективний режим 
лазерного різання. 
 
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1 2 3 4 5 6
Товщина, мм
 
Рисунок 3.11 - Графік залежності швидкості різання  в залежності від 
товщини матеріалу при лазерному різанні  нержавіючої сталі   
 
Для тонкого листа товщиною 1 мм швидкість різання є максимальною і 
становить близько 15 м/хв. Це пояснюється малим об’ємом матеріалу, який 
необхідно розплавити та видалити з різу, а також ефективною концентрацією 
лазерної енергії в зоні обробки. 
При збільшенні товщини до 2 мм швидкість різання різко зменшується 
приблизно до 5 м/хв, що пов’язано зі зростанням теплових втрат і необхідністю 
більш глибокого проплавлення металу. Подальше збільшення товщини до 3 мм 
призводить до більш плавного зниження швидкості до 3,5 м/хв. 
У діапазоні товщин 4–6 мм швидкість різання зменшується ще більш 
поступово — від приблизно 2 м/хв при 4 мм до 0,7 м/хв при 6 мм. У цьому 
випадку процес різання відбувається в умовах значного теплового 
Швидкість різання м/хв
73 
навантаження, а стабільність формування різу потребує зменшення швидкості 
переміщення променя. 
Отже, графік наочно демонструє, що зі збільшенням товщини 
нержавіючої сталі швидкість лазерного різання суттєво зменшується. Для 
ефективного різання більш товстих листів необхідне підвищення потужності 
лазерного випромінювання або оптимізація параметрів різання (фокусування, 
тиск та тип допоміжного газу). 
35
30
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5
Товщина,мм
 
Рисунок 3.12 – Графік залежності швидкості різання  в залежності від 
товщини матеріалу при лазерному різанні  алюмінію   
 
Для тонкого алюмінієвого листа товщиною 1 мм швидкість різання є 
максимальною і становить близько 30 м/хв. Це зумовлено високою 
теплопровідністю алюмінію та малою товщиною матеріалу, що забезпечує 
ефективне проплавлення і видалення розплаву з зони різу. 
При збільшенні товщини до 2 мм швидкість різання різко зменшується 
приблизно до 8 м/хв. Такий спад пояснюється зростанням об’єму матеріалу, 
який необхідно розплавити, а також значними тепловими втратами внаслідок 
високої теплопровідності алюмінію. 
Швидкість різання, м/хв
74 
Подальше збільшення товщини до 3 мм призводить до зниження 
швидкості до близько 4 м/хв, а при 4 мм — до 2 м/хв. Для товщини 5 мм 
швидкість різання стає мінімальною і становить близько 1 м/хв, що свідчить 
про наближення до граничних можливостей процесу лазерного різання для 
даних умов. 
Отже, графік демонструє, що зі збільшенням товщини алюмінієвого листа 
швидкість лазерного різання істотно зменшується. Це пов’язано з високою 
теплопровідністю та відбивною здатністю алюмінію, які ускладнюють 
ефективне поглинання лазерної енергії, особливо при обробці товстих листів. 
Для підвищення продуктивності в таких випадках доцільно застосовувати 
лазери більшої потужності або оптимізувати параметри різання (фокус, 
допоміжний газ, режим випромінювання). 
Основним критерієм, за яким здійснюється пошук критеріальних 
залежностей і законів подібності, є мінімальна шорсткість поверхні різу за 
умови відсутності грата. Відповідно, значна увага приділяється оптимізації 
параметрів лазерного різання, спрямованій на досягнення максимально якісної 
поверхні різу. На основі аналізу можна визначити напрями зміни основних 
параметрів ЛР для розкрою листів різної товщини без утворення грата: 
- зменшення фокусної відстані знижує максимально можливу товщину 
листа, швидкість різання та тиск газу, але водночас збільшує необхідну 
потужність для розрізання матеріалу заданої товщини; 
- зменшення тиску газу сприяє підвищенню допустимої швидкості 
різання та максимальної товщини листа, проте зменшує необхідну фокусну 
відстань і дозволяє скоротити потужність, потрібну для різання матеріалу 
певної товщини; 
- збільшення швидкості різання вимагає зростання потужності та 
розширює допустимий діапазон фокусних відстаней, але водночас зменшує 
можливий діапазон тиску газу, мінімізуючи його; 
75 
- підвищення потужності збільшує максимально можливу товщину листа, 
швидкість різання та діапазон тиску газу, але звужує діапазон фокусної 
відстані, потрібної для різання листа визначеної товщини; 
- збільшення потужності також приводить до розширення можливостей 
щодо товщини листа та швидкості різання, однак обмежує діапазон фокусної 
відстані для конкретного значення товщини. 
На основі отриманих залежностей можна сформулювати такі висновки: 
- зі зростанням товщини листа підвищується шорсткість поверхні різу за 
однакових режимів лазерного різання; 
- збільшення швидкості різання зменшує шорсткість і розширює 
допустимий діапазон потужності та тиску газу для отримання мінімальної 
шорсткості; 
- підвищення тиску газу призводить до збільшення шорсткості, зниження 
необхідної потужності та підвищення вимог до швидкості різання для 
забезпечення заданого рівня якості; 
- збільшення фокусної відстані спричиняє зростання шорсткості, але 
знижує необхідну потужність і дещо збільшує вимоги до швидкості різання, 
хоча вплив цього параметра менш значний порівняно з тиском газу; 
- підвищення потужності сприяє збільшенню шорсткості, зменшуючи при 
цьому необхідний рівень тиску газу для досягнення заданої якості поверхні. 
  
76 
    
 
Рисунок 3.13 – Деталі отримані лазерним різанням 
77 
Висновки до розділу 3 
Проведено дослідження основних видів браку при лазерному різання та 
наведено рекомендації, щодо його усунення. Встановлено, що: При збільшенні 
товщини металу лазерний промінь менш ефективно забезпечує рівномірне 
плавлення та видування матеріалу, що призводить до підвищення шорсткості 
різу. Для досягнення низької шорсткості при товстих заготовках може 
знадобитися коригування параметрів лазера: потужності, швидкості різання або 
фокусної відстані. При товстіших заготовках лазерний промінь розсіюється 
сильніше, що призводить до збільшення ширини різу. Для збереження високої 
точності та мінімальної ширини різу при роботі з товстим металом слід 
оптимізувати параметри лазера: потужність, швидкість руху та фокусування 
променя. Зі збільшенням товщини матеріалу швидкість лазерного різання 
зменшується, причому спочатку швидко, а потім наближається до майже 
постійного мінімального значення для великих товщин. Це пояснюється тим, 
що для різання товстих листів лазеру потрібно більше часу для нагрівання та 
проплавлення матеріалу. Зі збільшенням товщини листа оптимальна швидкість 
лазерного різання зменшується, що є характерною закономірністю для процесів 
термічного різання матеріалів. Для листа товщиною 2,5 мм існує оптимальний 
діапазон швидкостей різання (приблизно 3–5 м/хв), за якого забезпечується 
мінімальна шорсткість поверхні та найкраща якість різу. Для лазерного різання 
листа товщиною 4 мм оптимальний діапазон швидкостей різання знаходиться 
поблизу 2,0 м/хв, за якого забезпечується мінімальна шорсткість поверхні та 
стабільна якість різу. Зі збільшенням товщини нержавіючої сталі швидкість 
лазерного різання суттєво зменшується. Для ефективного різання більш товстих 
листів необхідне підвищення потужності лазерного випромінювання або 
оптимізація параметрів різання (фокусування, тиск та тип допоміжного газу). Зі 
збільшенням товщини алюмінієвого листа швидкість лазерного різання істотно 
зменшується. Це пов’язано з високою теплопровідністю та відбивною 
здатністю алюмінію, які ускладнюють ефективне поглинання лазерної енергії, 
особливо при обробці товстих листів.  
78 
 
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКИ В НАДЗВИЧАЙНИХ 
СИТУАЦІЯХ 
4.1 Безпека під час лазерної різки 
 
Лазерний різак — це пристрій для різання, який фокусує лазерний 
промінь високої енергії на матеріалі, що забезпечує високоякісний і точний 
розріз. Ці пристрої можна використовувати для різання, травлення, гравіювання 
або свердління різних матеріалів. Вони часто доступні за ціною та прості у 
використанні, що призводить до значного розширення використання лазерних 
різаків школами, любителями, малими підприємствами, виробниками та 
університетами. Лазерні різаки зазвичай є повністю закритими системами, які 
запобігають роботі лазера, якщо захисні блоковані двері повністю не закриті. 
Зазвичай вони містять вуглекислий газ (CO2) лазер, який створює невидиме 
лазерне випромінювання з довжиною хвилі 10600 нм в інфрачервоному спектрі. 
Оскільки вони є повністю закритими та зблокованими системами, лазерні 
різаки зазвичай належать до лазерів класу 1 із низьким рівнем ризику 
відповідно до стандарту ANSI Z136.1 «Безпечне використання лазерів». Ці 
пристрої є безпечними, коли вони використовуються згідно з проектом, без 
маніпуляцій із функціями безпеки, і не підлягають лазерній реєстрації UW та 
іншим заходам контролю. 
Однак лазери, вбудовані всередину закритої системи, часто належать до 
лазерів класу 3B або класу 4, які випромінюють лазерні промені високої енергії, 
здатні спричинити серйозні травми очей і шкіри, якщо промінь не міститься 
всередині пристрою. Тому блокування безпеки ніколи не можна обходити без 
дозволу Радіаційної безпеки. 
Лазерні різаки мають бути придбані в перевірених постачальників і 
повністю відповідати нормам FDA. 
Усі користувачі повинні бути належним чином навчені щодо потенційних 
небезпек, заходів контролю, робочих процедур лабораторії та виробника, 
79 
використання засобів індивідуального захисту (ЗІЗ), дій у надзвичайних 
ситуаціях та заходів безпеки під час роботи з лазерним різаком. 
Інша необхідна підготовка включає навчання роботі з вогнегасником. 
Необхідні засоби індивідуального захисту включають захисні окуляри 
для захисту очей від часток, сміття тощо, належний захист шкіри для 
зменшення опіків та захист слуху (за необхідності). 
Небезпеки та застереження 
Лазерний світло 
Невидимий лазерний промінь високої енергії може спричинити серйозні 
пошкодження очей, включаючи сліпоту та серйозні опіки шкіри. Двері 
заблоковані таким чином, що лазерний промінь буде вимкнено, коли двері 
відкриваються. Це повністю утримуватиме лазерний промінь у нормі. 
Невидимий лазерний промінь високої енергії може спричинити серйозні 
пошкодження очей, включаючи сліпоту та серйозні опіки шкіри. Двері 
зблоковані таким чином, що використання. 
Неправильне використання елементів керування та модифікація функцій 
безпеки може призвести до серйозних травм очей і опіків. 
Не змінюйте та не вимикайте жодних функцій безпеки лазерної системи. 
Не використовуйте лазер, якщо всі кришки не встановлені і блокування 
не працює належним чином. 
Не дивіться прямо на лазерний промінь. 
Пожежа 
Лазерний промінь високої інтенсивності може створювати надзвичайно 
високі температури та значну кількість тепла, оскільки матеріал підкладки 
спалюється під час різання. 
Деякі матеріали можуть спалахнути під час різання, утворюючи дим і дим 
усередині пристрою. 
Бруд і сміття можуть спричинити пожежу та неякісне різання або 
поломку механічних компонентів 
80 
Важливо, щоб користувачі залишалися біля лазера під час роботи, щоб 
переконатися, що будь-які спалахи/полум’я належним чином локалізовано та 
погашено. 
Отримайте паспорт безпеки (SDS) від виробника матеріалу під час 
обробки або обробки матеріалів. 
Не використовуйте матеріали, які є легкозаймистими, 
вибухонебезпечними або виробляють токсичні побічні продукти. 
Не знімайте матеріал з ріжучого столу, поки він не охолоне. 
Не залишайте лазерний різак без нагляду. 
Завжди очищайте лазерний різак від бруду, сміття та легкозаймистих 
матеріалів після використання. 
Завжди тримайте поруч належний вогнегасник. 
Забруднювачі повітря 
Лазерні різаки створюватимуть дим, випаровування, частки та металеві 
випари з субстрату, який може бути дуже токсичним (пластик та інші горючі 
матеріали). 
Усі системи лазерного різання повинні бути обладнані системою 
відведення диму та системою фільтрації, яка відповідає специфікаціям 
виробника. 
Ці пари або забруднення повітря можуть пошкодити машину та 
зашкодити вашому здоров’ю. Якщо повітряний фільтр або вихлопна система 
несправна, негайно припиніть роботу з лазерним різаком і повідомте про це 
свого керівника. 
Фільтри необхідно регулярно міняти відповідно до частоти використання 
або відповідно до вказівок виробника. 
Не ріжте матеріал, не схвалений виробником. 
Не використовуйте лазерний різак із несправною вихлопною системою 
або забитим повітряним фільтром. 
 
 
81 
4.2 Функції безпеки лазерних верстатів для різання 
 
Щоб уникнути непотрібних аварій і ризиків, сучасний лазерний верстат 
для різання має певні вдосконалення. Ось детальний опис встановлених 
пристроїв безпеки: 
1. Блокувальний пристрій. Лазерний верстат для різання оснащений 
блокувальними пристроями. Ці пристрої можуть зупинити роботу верстата для 
захисту оператора за певних умов. Ніколи не вимикайте лазерні блокування, 
вбудовані в різак, - це може призвести до виходу променя за межі лазерного 
верстата. 
2. Кнопка аварійної зупинки. На лазерному верстаті для різання 
встановлена кнопка аварійної зупинки. Зазвичай її розміщують у помітному 
місці, щоб можна було натиснути негайно у разі надзвичайної ситуації. Після 
натискання кнопки верстат зупиняється. Лазер і джерело живлення також 
вимикаються. Ця функція запобігає розвитку інциденту, забезпечуючи безпеку 
операторів. 
3. Захисний кожух і щит. Лазерний верстат для різання використовує 
захисний кожух і щит для запобігання лазерному випромінюванню. Ці захисні 
пристрої не лише захищають операторів від шкідливого впливу лазера, але й 
запобігають травмуванню людини від розбризкування металевих частинок і 
диму. 
Кожух сучасного лазерного верстата зазвичай виготовлений із прозорих 
матеріалів. Це допомагає оператору чітко спостерігати процес різання, 
зберігаючи при цьому безпеку. 
4. Попереджувальна етикетка з техніки безпеки. На лазерному верстаті 
для різання наклеєно кілька помітних попереджувальних етикеток з техніки 
безпеки, щоб нагадати оператору про потенційно небезпечні зони, такі як 
області випромінювання лазера або зони з високою температурою. 
5. Система охолодження. Система охолодження використовується не 
лише для нормальної роботи обладнання, але й допомагає запобігти перегріву 
82 
або несправності машини. Ця система підтримує температуру лазера та інших 
частин у безпечному діапазоні. 
6. Система видалення диму та пилу. Під час процесу різання утворюється 
певна кількість диму та шкідливих газів. Тому лазерний верстат оснащений 
системою видалення диму та пилу. 
Ця система ефективно видаляє дим і пил, що утворюються під час 
процесу різання, запобігаючи забрудненню навколишнього середовища та 
захищаючи здоров’я операторів. 
7. Навчання операторів та засоби індивідуального захисту. Оператор 
лазерного верстата повинен пройти суворе навчання та носити відповідні 
засоби індивідуального захисту, такі як захисні окуляри та рукавички. Оператор 
ніколи не повинен залишати лазерний різак без нагляду під час роботи через 
ризик займання. 
 
4.3 Перевірки безпеки перед запуском 
 
Перед використанням лазерного верстата дуже важливо виконати основні 
перевірки безпеки перед запуском. Це гарантує, що як обладнання, так і робоче 
місце є безпечними для роботи, зменшуючи ризики. Зверніть увагу на огляд 
обладнання, організацію робочого простору та управління матеріалами. 
1. Огляд обладнання. Огляд обладнання є необхідним. Почніть із 
перевірки лазерного верстата на наявність видимих пошкоджень або 
зношування. Перевірте всі з’єднання, включно з електричними кабелями та 
шлангами. Переконайтеся, що кнопки аварійної зупинки працюють належним 
чином. 
Регулярно очищайте лінзи та дзеркала, оскільки бруд може впливати на 
продуктивність. Переконайтеся, що всі рухомі частини працюють плавно. Під 
час тестування звертайте увагу на ознаки розбалансування або незвичайні 
звуки. Заносьте результати перевірок у журнал. Регулярне технічне 
83 
обслуговування підтримує обладнання в оптимальному стані та запобігає 
несподіваним поломкам. 
2. Безпека робочого простору. Охайний робочий простір зменшує ризик 
нещасних випадків. Тримайте проходи вільними, щоб уникнути спотикання. 
Забезпечте хороше освітлення робочих місць для виконання точних завдань. 
Важливо, щоб вентиляційні системи працювали ефективно для видалення 
токсичних і корозійних парів. 
Вогнегасники повинні бути легко доступними, а працівники — 
навченими їх використовувати. Чітко позначте виходи та аварійні маршрути. 
Закріпіть усі інструменти або предмети, які можуть становити небезпеку під 
час роботи машини. Ці заходи захищають як людей, так і робоче середовище. 
3. Обробка та зберігання матеріалів. Правильна обробка та зберігання 
матеріалів є життєво важливими для безпеки. Визначайте матеріали, придатні 
для лазерного різання, уникаючи тих, що виділяють шкідливі пари. Зберігайте 
матеріали у визначених місцях, впорядкованих за типом, щоб уникнути 
плутанини. 
Використовуйте засоби індивідуального захисту, такі як рукавички, під 
час роботи з матеріалами. Переконайтеся, що листи матеріалу розташовані 
рівно та стійко перед запуском машини. Дотримуйтеся обмежень ваги полиць 
для зберігання, щоб запобігти їх обваленню. Ретельне управління матеріалами 
мінімізує ризики для безпеки. 
 
4.4 Поширені небезпеки та захисні заходи при роботі з лазерним 
верстатом для різання 
 
1. Травми очей і шкіри 
Лазерний промінь має дуже високу інтенсивність, і його пряме або 
відбите потрапляння на шкіру чи очі людини може спричинити серйозні 
ушкодження. 
Захисні заходи: 
84 
Захисні окуляри: оператор повинен носити спеціально розроблені лазерні 
захисні окуляри,  щоб запобігти ушкодженням. НЕ дивитись безпосередньо в 
лазерний промінь. Вони також можуть мати різні кольори залежно від довжини 
хвилі, яку поглинають: синій або зелений для діодних лазерів, сірий для CO2-
лазерів і світло-зелений для волоконних лазерів. 
Захисний одяг: довгий одяг і захисні рукавички ефективно запобігають 
прямому опроміненню шкіри. 
Захисний екран слід встановити навколо лазерного верстата для різання, 
щоб уникнути розсіювання та відбиття лазерного променя. 
2. Висока температура та пожежна небезпека 
Під час процесу лазерного різання утворюється висока температура. Це 
може спричинити пожежну небезпеку, особливо при різанні легкозаймистих 
матеріалів. 
Захисні заходи: 
Підтримуйте робоче місце в чистоті: приберіть усі легкозаймисті 
предмети в робочій зоні, щоб запобігти пожежній небезпеці. 
Оснастіть робоче місце протипожежним обладнанням: необхідно мати 
протипожежне обладнання, наприклад, вогнегасник з вуглекислотою або 
порошковий вогнегасник. 
Контролюйте температуру: температурні датчики слід використовувати 
для контролю температури в зоні різання. Таким чином, оператор може негайно 
виявити та усунути ситуацію перегріву. 
3. Електричні небезпеки 
Лазерний верстат для різання часто використовує джерело живлення 
високої напруги, тому існує ризик ураження електричним струмом і 
виникнення електричної пожежі. 
Захисні заходи: 
Регулярно перевіряйте обладнання: перевіряйте електрообладнання та 
проводку, переконайтеся, що вони перебувають у справному стані. Таким 
чином можна уникнути витоку струму та короткого замикання. 
85 
Використовуйте сертифіковане електрообладнання: переконайтеся, що всі 
електричні пристрої відповідають відповідним критеріям безпеки та можуть 
бути встановлені й обслуговувані професійним персоналом. 
Навчайте оператора: оператор повинен пройти навчання з електробезпеки 
та забезпечити, щоб він володів базовими знаннями з електробезпеки та 
методами реагування на надзвичайні ситуації. 
4. Вдихання диму та частинок 
Під час процесу різання утворюється велика кількість диму та дрібних 
частинок. Тривале вдихання може пошкодити дихальну систему. 
Захисні заходи: 
Встановіть вентиляційну систему: у зоні різання слід встановити 
високоефективну систему вентиляції та відведення диму, щоб усунути шкідливі 
випари та частинки. 
Носіть захисну маску: оператор повинен носити сертифіковану захисну 
маску, щоб запобігти вдиханню шкідливих речовин. 
Регулярно перевіряйте якість повітря: якість повітря в робочому просторі 
слід регулярно контролювати, щоб переконатися, що вона відповідає 
стандартам безпеки. 
5. Захист від лазерного випромінювання 
Лазерне випромінювання не лише шкодить очам і шкірі, але й становить 
потенційну небезпеку для інших органів. 
Захисні заходи: 
Використовуйте лазер низької потужності: використовуйте лазер низької 
потужності за умови дотримання вимог до обробки, щоб зменшити небезпеку 
радіуса. 
Встановіть попереджувальну етикетку: розмістіть помітну 
попереджувальну етикетку навколо лазерного верстата для нагадування 
оператору про лазерне випромінювання. 
86 
Регулярна перевірка стану здоров’я: регулярно перевіряйте стан здоров’я 
операторів, щоб своєчасно виявляти та усувати проблеми, спричинені 
випромінюванням. 
6. Захист від шкідливих газів 
Деякі матеріали під час процесу лазерного різання утворюють шкідливі 
гази, такі як хлор і фтор. Це може завдати значної шкоди здоров’ю людини. 
Захисні заходи: 
Вибір відповідного матеріалу: намагайтеся не використовувати матеріали, 
що виділяють шкідливі гази. Або обробляйте матеріал перед різанням. 
Покращення вентиляції: забезпечте хорошу вентиляцію в зоні різання та 
негайне видалення шкідливих газів. 
Використання обладнання для виявлення газів: слід встановити 
обладнання для виявлення газів, щоб контролювати концентрацію шкідливих 
газів і запобігати перевищенню допустимого рівня. 
7. Захист від механічних травм 
Лазерний верстат складається з багатьох механічних частин, таких як 
ріжуча головка та передавальний пристрій. Якщо поводитися неправильно, це 
може призвести до механічної травми. 
Захисні заходи: 
Суворо дотримуйтесь правил експлуатації: оператор повинен 
дотримуватися правил експлуатації, щоб запобігти неправильному 
використанню. 
Використовуйте захисні пристрої: необхідно встановити захисні пристрої, 
такі як кнопка аварійної зупинки та захисний кожух. 
Технічне обслуговування обладнання: необхідно регулярно проводити 
технічне обслуговування обладнання, щоб забезпечити його безпечний стан. 
 
 
 
 
87 
4.5 Регуляторна база: розшифрування глобальних стандартів і 
побудова системи операційної відповідності 
 
Розуміння та дотримання відповідних норм безпеки — це не про 
накладання зайвих обмежень на виробництво; це основа для зниження 
юридичних ризиків, захисту працівників і досягнення сталих операцій. Один 
випадок недотримання вимог може коштувати компанії в багато разів більше, 
ніж усі її інвестиції в безпеку. Цей розділ є вашим путівником у складному світі 
глобальних стандартів лазерної безпеки, допомагаючи створити надійну, 
ефективну та готову до аудиту систему управління відповідністю. 
1. Візуальний посібник із класів лазерної безпеки: матриця ризику від 
Класу 1 до Класу 4 
Кожен комерційний лазерний продукт має бути класифікований і 
маркований відповідно до його потенційних небезпек. Ця система класифікації, 
визначена Міжнародною електротехнічною комісією (IEC) у базовому 
стандарті IEC 60825-1, слугує універсальною мовою глобального управління 
лазерною безпекою та логічною відправною точкою для всіх захисних заходів. 
Клас безпеки 
Клас 1 внутрішньо безпечний. За всіх розумно передбачуваних умов 
нормального використання лазерне випромінювання не становить небезпеки 
для людини. Спеціальні заходи контролю не потрібні. Безпека забезпечується 
або низькою потужністю лазера, або повним закриттям високопотужних лазерів 
у міцному корпусі, оснащеному блокуванням безпеки - наприклад, лазерні 
принтери та CD-програвачі. 
Висновок: 
Лазерний різак із ядром Класу 4 може бути сертифікований як продукт 
Класу 1, якщо його захисний корпус повністю утримує будь-яке лазерне 
випромінювання, а система блокування миттєво вимикає промінь при відкритті 
дверей. Це є вершиною інженерії безпеки. 
88 
Клас 2 – лазери з низькою потужністю у видимому спектрі (довжина 
хвилі 400–700 нм).  Природний рефлекс моргання ока людини (приблизно 0,25 
секунди) забезпечує достатній захист від ушкодження сітківки. 
Адміністративний контроль. Уникати навмисного тривалого 
спостереження за променем. Зазвичай використовуються у супермаркетних 
сканерах штрих-кодів та лазерних указках низької потужності. 
Клас 3R – лазери середньої потужності. Пряме потрапляння променя в очі 
становить потенційну небезпеку, але загальний ризик і ймовірність 
травмування відносно низькі. Адміністративні заходи контролю та 
попередження. Необхідні попереджувальні етикетки та базове навчання з 
безпеки, а оптичні прилади (наприклад, телескопи) ніколи не слід 
використовувати для спостереження за променем. 
Клас 3B – лазери середньої та високої потужності. Пряме або дзеркальне 
відбиття променя надзвичайно небезпечне й може миттєво спричинити 
незворотне ушкодження очей. Розсіяні відбиття від шорстких, не відбивних 
поверхонь зазвичай безпечні. Суворі інженерні та адміністративні заходи 
контролю. Повинні працювати в межах визначеної "Зони контролю лазера", 
чітко позначеної попереджувальними вогнями та знаками. Оператори повинні 
носити захисні окуляри, відповідні довжині хвилі та потужності лазера. 
Пристрої мають працювати з ключовим перемикачем і системою блокування 
безпеки. 
Клас 4 – високопотужні лазери. Найнебезпечніша категорія, що охоплює 
всі промислові лазерні різаки. Пряме, дзеркальне або навіть розсіяне 
випромінювання може спричинити серйозні, постійні ушкодження очей і 
шкіри. Існує також значний ризик займання та утворення небезпечних 
повітряних забруднювачів. Найсуворіші багаторівневі заходи контролю. 
Включає всі вимоги Класу 3B із ще жорсткішими умовами. Шлях променя має 
бути повністю закритим; для систем із відкритим променем слід 
використовувати спеціальне приміщення з фізичними бар’єрами та 
контрольованим доступом. 
89 
Необхідно призначити відповідального за лазерну безпеку (LSO), а для 
всього персоналу обов’язкове інтенсивне навчання та сертифікація з питань 
безпеки. 
Визначення класу ризику обладнання. Найпростіший спосіб — 
перевірити попереджувальну етикетку, що відповідає стандартам IEC/GB, 
прикріплену виробником. Ця стандартизована етикетка вказує клас лазера 
(Клас 1, 2, 3R, 3B або 4), а також попередження про випромінювання. Якщо 
високопотужний лазерний різак має етикетку Класу 1, вважайте його захисний 
кожух і систему блокування своїм рятівним засобом і регулярно перевіряйте 
їхню цілісність. 
Основні міжнародні та регіональні стандарти 
Хоча основні принципи лазерної безпеки є глобально узгодженими, 
конкретні нормативи та обов’язкові стандарти відрізняються залежно від 
регіону. Розуміння основних вимог юрисдикції є передумовою для дотримання 
правил експлуатації. 
Глобальний еталон: IEC 60825-1. Це найавторитетніший і базовий у світі 
стандарт із безпеки лазерної продукції під назвою «Безпека лазерних виробів – 
Частина 1: Класифікація обладнання та вимоги». Він встановлює єдині правила 
класифікації, маркування та інформаційних зобов’язань виробника. Більшість 
національних нормативів із лазерної безпеки базуються на цьому стандарті або 
безпосередньо його приймають. 
Стандарти США: OSHA і ANSI Z136.1. У Сполучених Штатах 
дотримання вимог базується на двох взаємодоповнюючих документах: 
1）OSHA (Управління з охорони праці та техніки безпеки). Як 
федеральне відомство, OSHA реалізує Закон про охорону праці, який включає 
загальне положення про обов’язок роботодавця підтримувати робоче місце, 
вільне від відомих небезпек. На практиці OSHA розглядає ANSI Z136.1 як 
загальновизнаний національний стандарт і використовує його для оцінки та 
покарання за недотримання вимог у випадках, пов’язаних із лазерною 
90 
безпекою. Порушення можуть призвести до штрафів від десятків до сотень 
тисяч доларів. 
2）ANSI Z136.1 – Безпечне використання лазерів. Часто називається 
«базою лазерної безпеки» у США, цей стандарт, виданий Американським 
національним інститутом стандартів, орієнтований на користувачів, а не на 
виробників. Він надає всеосяжну структуру програми лазерної безпеки, 
детально описуючи оцінку ризиків, інженерні та адміністративні заходи 
контролю, вибір засобів індивідуального захисту (ЗІЗ), обов’язки офіцера з 
лазерної безпеки (LSO), вимоги до навчання та медичного нагляду. 
Європейські стандарти: маркування CE та Директива з машин. Усі 
лазерні ріжучі машини, що продаються в межах Європейського Союзу, повинні 
мати знак CE, який засвідчує декларацію виробника про відповідність усім 
застосовним директивам ЄС. Для лазерного ріжучого обладнання ключовою є: 
Директива з машин (2006/42/EC). Визначає основні вимоги до охорони 
здоров’я та безпеки, яких має дотримуватися все механічне обладнання. 
Гармонізовані стандарти. Щоб продемонструвати відповідність 
Директиві з машин, виробники зазвичай дотримуються набору гармонізованих 
стандартів. Ті, що безпосередньо стосуються лазерної безпеки, включають EN 
60825-1 (ідентичний IEC 60825-1) і EN ISO 11553-1 (зосереджений на вимогах 
безпеки для лазерного технологічного обладнання). Відповідність цим 
стандартам передбачає дотримання вимог директиви щодо безпеки. 
Китайські національні стандарти: серія GB 7247. Система стандартів 
лазерної безпеки Китаю зосереджена на серії GB 7247, яка безпосередньо 
впливає на ліцензування виробництва та перевірки безпеки для вітчизняних 
підприємств. 
1）GB 7247.1. Базовий стандарт серії, еквівалентний IEC 60825-1, 
визначає класифікацію обладнання та вимоги. Компанії повинні відстежувати 
його останню версію, щоб забезпечити постійну відповідність. 
2）Інші розділи серії 
91 
Система GB 7247 також включає настанови, що охоплюють конкретні 
сфери, такі як GB/T 19702 (Вимоги безпеки та охорони здоров’я для лазерних 
обробних машин). Разом вони формують всеосяжну національну систему 
стандартів. Компанії, що працюють у Китаї, повинні суворо дотримуватися всіх 
стандартів цієї серії. 
Побудова внутрішньої системи відповідності практичний шлях від 
документації до аудиту 
Лише розуміння нормативного тексту недостатньо — справжня 
складність полягає в тому, щоб перетворити ці вимоги на щоденні операції, які 
є дієвими та відстежуваними. Надійна внутрішня система відповідності 
повинна ґрунтуватися на трьох основних напрямках: 
Призначення відповідального за лазерну безпеку (Laser Safety Officer, 
LSO) 
Для будь-якої організації, що використовує лазери класу 3B або 4, 
стандарт ANSI Z136.1 вимагає призначення LSO. LSO є наріжним каменем 
програми лазерної безпеки організації, наділеним повноваженнями та 
відповідальністю оцінювати, контролювати та забезпечувати дотримання 
заходів безпеки щодо лазерних ризиків. Основні обов’язки включають: 
1）Проведення класифікації небезпек та оцінки ризиків для всього 
лазерного обладнання. 
2）Визначення та впровадження відповідних заходів контролю 
(інженерних, адміністративних, засобів індивідуального захисту). 
3）Затвердження письмових стандартних операційних процедур (SOP) 
для всіх лазерних операцій. 
4）Забезпечення того, щоб усі користувачі лазерів пройшли належне 
навчання з безпеки на необхідному рівні та ведення повних записів. 
5）Регулярне проведення аудиту та перевірки ефективності заходів 
безпеки, звітування про результати керівництву. 
92 
6）Керівництво реагуванням на надзвичайні ситуації та розслідуванням 
першопричин у разі виникнення лазерного інциденту або небезпечної ситуації. 
Розробка письмових процедур безпеки (Стандартних операційних 
процедур, SOP) 
Робота “на інтуїції” - ворог управління безпекою. Кожна діяльність, що 
включає використання лазерів класу 3B або 4, повинна мати детальну письмову 
SOP. Це більше, ніж просто інструкція - SOP є основним договором з безпеки 
та повинна охоплювати: 
1）Чітке визначення небезпек: явно перелічити всі потенційні лазерні та 
не лазерні ризики, специфічні для операції, такі як пожежа або токсичні випари. 
2）Заходи контролю безпеки: вказати деталі, такі як тип захисних 
окулярів (коефіцієнт оптичної щільності, діапазон довжин хвиль), процедури 
перевірки блокувань та вимоги до контролю траєкторії променя. 
3）Стандартизовані операційні кроки: описати кожен етап безпечної 
роботи — від підготовки до запуску, завантаження програми, калібрування 
фокусу та рутинної роботи до процедур вимкнення. 
4）Плани реагування на надзвичайні ситуації: визначити чіткі процедури 
та ключові контакти для реагування на пожежу, випадкове опромінення або 
відмову обладнання. 
Усі оператори повинні підписати підтвердження — після проходження 
навчання та повного розуміння SOP — перш ніж отримати дозвіл на роботу з 
лазерними системами. 
Створення механізмів ведення записів та аудиту: 
Надійна документація є основою перевірки відповідності та 
безперервного вдосконалення, слугуючи переконливим доказом під час 
регуляторних інспекцій. Основні записи включають: 
93 
1）Записи про навчання: документуйте дату, зміст, результати 
оцінювання та рівень авторизації кожного працівника, який проходив навчання 
з лазерної безпеки. 
2）Журнали огляду обладнання: фіксуйте регулярні перевірки блокувань 
безпеки, захисних кожухів, систем вентиляції та захисних окулярів із 
зазначенням відповідальних осіб. 
3）Звіти про інциденти та небезпечні ситуації: кожен нещасний випадок 
або ситуація, пов’язана з лазером, має бути задокументована, розслідувана та 
проаналізована для виявлення кореневих причин і запобігання повторенню. 
4）Регулярні аудити: відповідальний за лазерну безпеку (LSO) повинен 
проводити періодичні внутрішні аудити (наприклад, щоквартально або раз на 
пів року) з використанням контрольних списків для виявлення можливих 
прогалин у відповідності та напрямів покращення. 
 
4.6 Захист - створення непроникної потрійної системи безпеки 
 
Ефективна система безпеки не спирається на один елемент — це 
багаторівневий захист, що складається з інженерних засобів контролю, 
адміністративних заходів та засобів індивідуального захисту. Якщо один рівень 
дає збій, наступний готовий перехопити загрозу. 
1. Перша система захисту: інженерні засоби контролю — усунення 
ризику в джерелі.  
Інженерні засоби контролю є найвищим рівнем захисту. Керівний 
принцип простий, але потужний: використовувати фізичний дизайн, щоб 
запобігти виникненню небезпек з самого початку, а не покладатися лише на 
людську уважність. Це найнадійніша та найфундаментальніша лінія оборони. 
Захисні кожухи та блокування безпеки: “Замок” від випадкового 
опромінення: 
94 
Цінність лазерного верстата для різання, сертифікованого як Клас 1, 
полягає в його міцному, повністю закритому корпусі та чутливій системі 
блокування. 
1）Основний механізм 
Блокування безпеки — це електромеханічний пристрій, призначений для 
миттєвого вимкнення лазера та системи руху щоразу, коли відкривається 
захисні дверцята або сервісна панель. Його єдина мета — гарантувати, що тіло 
людини ніколи не буде піддане впливу лазерного променя під час роботи на 
високій потужності. 
Заборона “обходити” або вимикати блокування. Деякі оператори можуть 
використовувати фіктивні штекери або хитрощі, щоб обійти блокування для 
зручності. 
Після обходу обладнання — як з юридичної, так і з фізичної точки зору 
— миттєво переходить зі статусу “безпечного” пристрою Класу 1 у повністю 
відкриту, надзвичайно небезпечну машину Класу 4. 
Це ставить під загрозу не лише вас і ваших колег без захисту, а й наражає 
вашу компанію на серйозні регуляторні штрафи та юридичні наслідки. 
Пам’ятайте: будь-яка модифікація блокування безпеки — це гра з вашим 
життям і майбутнім вашої компанії. 
Системи вентиляції та видалення диму: захоплення невидимих токсинів: 
Забруднювачі повітря, що утворюються під час лазерної обробки (LGACs 
– Laser Generated Air Contaminants), є основною причиною довгострокових 
професійних ризиків для здоров’я. Ефективно спроєктована система витяжки 
повинна захоплювати та очищати ці забруднювачі безпосередньо в місці їх 
утворення. 
1）Логіка вибору: професійна система фільтрації зазвичай включає три 
етапи фільтрації: 
2）Попередній фільтр: затримує великі частинки пилу та захищає основні 
фільтри. 
95 
3）HEPA-фільтр: захоплює дрібні частинки, такі як PM2.5, із 
ефективністю 99,97% при 0,3 мікрона. 
4）Фільтр з активованим вугіллям: адсорбує леткі органічні сполуки 
(VOC) та токсичні гази, що утворюються при різанні матеріалів, таких як 
пластик або фанера. 
5）Конструкція на основі матеріалу: різні матеріали потребують різного 
підходу до очищення. Різання дерева або MDF утворює велику кількість пилу 
та формальдегіду, що швидко вичерпує ресурс як HEPA-, так і вугільних 
фільтрів. Різання акрилу (PMMA) переважно виділяє VOC, що швидше насичує 
активоване вугілля. Ніколи не ріжте ПВХ (полівінілхлорид) — він виділяє 
корозійний газ хлористого водню, який сильно пошкоджує обладнання та 
випускає високотоксичні речовини. 
6）Основи технічного обслуговування: встановіть чіткий графік заміни 
фільтрів залежно від типу оброблюваного матеріалу та кількості годин роботи, і 
ведіть ретельний облік. Очисники, оснащені сигналізацією засмічення фільтра 
або газовими сенсорами, є кращим вибором — вони перетворюють технічне 
обслуговування з припущень на точний процес, заснований на даних. 
Проектування робочої зони: передача ризику через середовище. 
Добре спроектований робочий простір повинен ненав’язливо 
спрямовувати безпечну поведінку через своє планування та візуальні підказки. 
1）Зона контролю лазера (LCA): Для лазерів класу 4 потрібно визначити 
фізично ізольовану “Зону контролю лазера”. На вході мають бути чітко видимі 
попереджувальні знаки та індикатори стану (наприклад, “Лазер активний — не 
входити”), які повинні бути інтегровані з системою контролю доступу, щоб 
відкриття дверей автоматично зупиняло роботу машини. 
2）Обмеження шляху променя: усі шляхи променя слід по можливості 
закривати фізичними бар’єрами, такими як трубки для променя. Для відкритих 
96 
променів використовуйте не відбивні, термостійкі пастки або апертури, щоб 
поглинати основний промінь і будь-які випадкові відбиття. 
3）Усунення відбивних поверхонь: уникайте дзеркальних матеріалів у 
робочому просторі. Оператори повинні знімати годинники, прикраси або будь-
які інші відбивні аксесуари. Стіни, стелі та поверхні обладнання повинні бути 
покриті темними, матовими матеріалами, щоб мінімізувати ризик розсіяного 
відбиття. 
(Системи виявлення та гасіння пожежі: автоматизація всього циклу 
реагування. З огляду на притаманний ризик займання під час лазерного різання 
— особливо при роботі з легкозаймистими матеріалами — автоматизовані 
системи запобігання та гасіння пожеж є обов’язковими. 
1）Виявлення та блокування: система повинна містити датчики полум’я, 
диму або температури. При виявленні аномалії вона має не лише активувати 
звукову та світлову сигналізацію, але, що важливіше, негайно вимкнути лазер і 
основне живлення, щоб запобігти розвитку інциденту. 
2）Автоматичне гасіння пожежі: для закритих зон усередині обладнання 
ідеально підходять системи гасіння CO₂. Вони швидко знижують концентрацію 
кисню, щоб загасити полум’я без залишків, не завдаючи шкоди чутливим 
оптичним або електричним компонентам. Вибирайте систему відповідно до 
внутрішнього об’єму обладнання, щоб забезпечити достатню потужність 
гасіння. 
2. Друга система захисту: адміністративний контроль — формування 
безпечних робочих звичок. Якщо інженерні засоби — це апаратна частина, то 
адміністративні заходи — це операційна система, яка забезпечує ефективну 
роботу всього процесу. Через процедури, навчання та культуру вони 
перетворюють вимоги безпеки на особисту дисципліну та інстинктивну 
поведінку. 
Стандартні операційні процедури (SOP): впровадження безпеки на 
кожному етапі. Якісна SOP — це посібник для щоденних операцій. Вона 
97 
повинна чітко визначати кожен крок безпеки від запуску до вимкнення та 
включати: 
1）Контрольний список перед зміною: охоплює критичні пункти, такі як 
блокування, аварійні зупинки, вентиляція, тиск повітря та лінзи. 
2）Процес перевірки матеріалів: перед запуском звірте паспорт безпеки 
матеріалу (MSDS), щоб підтвердити придатність і визначити потенційні 
небезпеки. 
3）Дії при аномальних умовах: визначте точні реакції на незвичні шуми, 
іскри або надмірний дим. 
4）Протоколи безпеки під час технічного обслуговування: опишіть 
процедуру “Lockout/Tagout” (LOTO), щоб забезпечити повну ізоляцію енергії 
під час сервісних робіт. 
Навчання та авторизація: забезпечення того, щоб кожен був 
кваліфікованим оператором 
Необхідна система поетапного навчання та авторизації: 
1）Базове навчання (для всього персоналу): вивчення основних 
принципів роботи лазера, класифікації небезпек, впливу на здоров’я та 
процедур дій у надзвичайних ситуаціях. 
2）Навчання операторів (уповноважених користувачів): глибоке 
ознайомлення з конкретним обладнанням, виконання стандартних операційних 
процедур (SOP), регулярне технічне обслуговування та усунення 
несправностей. 
3）Навчання техніків з обслуговування: отримання поглиблених знань з 
електробезпеки, механічної та оптичної безпеки, а також авторизації на 
виконання процедур LOTO. 
98 
4）Основний принцип: лише після успішного складання теоретичних і 
практичних тестів — та підписання підтвердження про розуміння всіх правил 
безпеки — особі може бути надано право на роботу. Усі записи про навчання 
повинні бути задокументовані та архівовані. 
Формування культури безпеки: від бути змушеним бути обережним до 
свідомо обирати безпеку. 
Найвищий рівень управління безпекою — це коли безпека стає глибоко 
вкоріненою частиною корпоративної культури. 
1）Відданість керівництва: менеджмент повинен показувати приклад, 
суворо дотримуватися правил безпеки та постійно інвестувати в її покращення. 
2）Заохочення повідомлень: створіть систему повідомлень без 
покарання, щоб працівники могли без страху повідомляти про небезпечні 
ситуації та випадки, що мало не стали аваріями. Заохочуйте такі повідомлення 
та розглядайте їх як можливості для навчання — найдешевші уроки часто 
приносять найбільшу користь. 
3）Безперервна комунікація: використовуйте короткі наради перед 
зміною, інформаційні стенди з безпеки та регулярні оновлення для поширення 
знань, аналізу інцидентів і результатів покращень — робіть безпеку видимою та 
відчутною. 
3. Третя система захисту: засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) — 
останній щит безпеки. 
ЗІЗ — це ваш останній захист від травм. Коли інженерні та 
адміністративні заходи не спрацьовують, вони стають єдиним бар’єром від 
незворотної шкоди. Правильний вибір і носіння ЗІЗ — це найпряміший прояв 
відповідальності за власне життя. 
Захист очей: вибирайте правильно, а не просто для відчуття безпеки 
Лазерні захисні окуляри — найважливіший елемент ЗІЗ. Неправильно 
підібрані окуляри не забезпечують реального захисту. 
99 
Три ключові фактори вибору: 
1) Довжина хвилі: повинна точно відповідати довжині хвилі вашого 
лазера. Наприклад, окуляри для CO₂-лазера (10600 нм) не можна 
використовувати для волоконного лазера (1064 нм). 
2) Оптична щільність (OD): значення OD показує, наскільки ефективно 
лінзи послаблюють енергію лазера. Фільтр OD 6 зменшує інтенсивність до 
однієї мільйонної від початкового значення. Визначте мінімальне необхідне 
значення OD на основі потужності або енергетичного виходу вашого лазера. 
3) Пропускання видимого світла (VLT): обирайте лінзи з вищим VLT для 
чіткого поля зору, якщо вони забезпечують достатній рівень захисту. 
Поширені хибні уявлення: чому сонцезахисні окуляри або звичайні 
захисні окуляри не захищають від лазерів. 
Вони призначені для блокування ультрафіолетового та видимого світла у 
широкому діапазоні довжин хвиль, а не від концентрованого лазерного 
випромінювання. Потужні лазери можуть миттєво пробити або розплавити такі 
лінзи, утворюючи небезпечні уламки, які можуть пошкодити очі. Носіння 
неспеціалізованих окулярів у середовищі з лазерами небезпечніше, ніж бути без 
них узагалі — це створює хибне відчуття безпеки. 
Захист шкіри та тіла: необхідно надавати перевагу вогнестійкості та 
теплозахисту. 
Для лазерів класу 4, особливо під час відкритого доступу або технічного 
обслуговування, шкіра вразлива до термічних ушкоджень і відбитого світла. 
Носіть вогнестійкий одяг, виготовлений із матеріалів, таких як Nomex® та 
термостійка шкіра або спеціальні захисні рукавички. 
Захист органів дихання: необхідне доповнення до інженерних засобів 
безпеки. 
У випадках недостатньої вентиляції або під час обробки матеріалів, що 
виділяють високі концентрації шкідливих парів чи частинок, використовуйте 
відповідний респіраторний захист — наприклад, маску N95 для частинок або 
100 
протигаз із хімічними фільтрами для токсичних випарів — щоб забезпечити 
безпечне дихання. 
Підсумовуючи, ці три системи захисту — надійні інженерні бар’єри, 
точні управлінські протоколи та перевірений особистий захист — утворюють 
багаторівневу, динамічну систему лазерної безпеки. Кожен елемент є 
незамінним, і разом вони гарантують, що, використовуючи потужність лазера, 
ви залишаєтесь у межах безпеки. 
 
4.7 Аварійні протоколи: правила виживання, які потрібно знати, 
коли стається нещасний випадок 
 
Навіть за наявності найповнішої системи запобігання ми маємо бути 
готовими до непередбачуваного. Під час високоефективних операцій, таких як 
лазерне різання, аварії можуть статися миттєво. Різниця між незначним 
інцидентом і незворотною трагедією часто залежить від того, як людина реагує 
протягом кількох мілісекунд. Цей розділ — не набір сухих правил, а збірка 
принципів виживання, які мають стати вашими автоматичними рефлексами. 
Вони гарантують, що в моменти, коли адреналін зашкалює, кожна ваша дія 
буде спокійною, професійною та ефективною, як у першого респондера. 
1. Розроблення плану дій у надзвичайних ситуаціях (EAP) 
Справжня цінність плану дій у надзвичайних ситуаціях (EAP) полягає 
наскільки він закріплений через регулярні тренування та навчання, ставши 
другою натурою для кожного працівника. Ефективний EAP має бути стислим, 
інтуїтивно зрозумілим і охоплювати такі ключові ситуації: 
Реагування на пожежу: вибір і використання правильного вогнегасника 
— це наука. Ризик виникнення пожежі під час лазерного різання завжди існує. 
Неправильно обраний вогнегасник може не лише не загасити полум’я, а й 
спричинити незворотні збитки обладнанню на мільйони. 
1）Найкращий варіант: вогнегасник із CO₂ (вуглекислий газ) 
101 
Принцип: вогнегасники CO₂ випускають сухий лід і газ низької 
температури, які миттєво витісняють кисень навколо вогню та різко 
охолоджують зону, забезпечуючи одночасно ефект задушення та охолодження. 
Ключова перевага: без залишків. Це основна причина, чому цей варіант є 
найкращим вибором. CO₂ повністю випаровується після використання, не 
залишаючи жодних залишків, які могли б забруднити або спричинити корозію 
дорогих оптичних компонентів (лінз, лазерних систем), делікатних електронних 
плат або механічних приводних вузлів. Це дозволяє швидко відновити 
виробництво з мінімальними витратами та простоєм. 
2）Альтернативний варіант: вогнегасник з порошком ABC 
Принцип: використовує хімічні порошки, які переривають ланцюгові 
реакції горіння, забезпечуючи високу ефективність і широкий спектр 
застосування. 
Критичний недолік: сильно корозійні залишки. Після використання 
залишає важкоочищуваний шар порошку, який є корозійним — потрапивши 
всередину машини, він може спричинити незворотні пошкодження напрямних, 
шестерень і датчиків. Тому його слід використовувати лише як крайній захід, 
коли CO₂ не може впоратися з пожежею. 
Карта евакуації: у кожному робочому приміщенні має бути чітко 
позначена карта евакуації з зазначенням аварійних виходів, місць розташування 
вогнегасників, аптечок і пунктів збору. Усі працівники повинні знати 
принаймні два незалежні маршрути евакуації. 
Перша допомога при ураженні лазером: правильні дії під тиском 
У разі — або навіть при підозрі — опромінення лазером, кожна секунда 
має значення. 
1) Перша допомога при травмі ока 
Негайне вимкнення: у момент опромінення натисніть найближчу кнопку 
аварійної зупинки та голосно попередьте всіх поруч. 
Зберігати нерухомість: потерпілий повинен тримати голову прямо і 
нерухомо, щоб мінімізувати можливу внутрішню кровотечу в оці. 
102 
Не тисніть: ніколи не тріть і не натискайте на травмоване око. Будь-який 
тиск може погіршити пошкодження сітківки. Використайте чисту марлю або 
захисний щиток для ока, щоб обережно накрити його, і, за потреби, прикладіть 
холодний компрес для зменшення набряку навколо області. 
Негайно зверніться по медичну допомогу: Травми очей, спричинені 
лазерами класу 3B або 4, потребують професійного медичного огляду, навіть 
якщо немає помітного болю чи змін зору. Опіки сітківки часто безболісні, але 
можуть призвести до постійної сліпоти. Негайно викликайте екстрені служби та 
уточніть, що це 'лазерне ушкодження ока'.' 
2) Перша допомога при опіках шкіри 
При легких термічних опіках ретельно промийте уражену ділянку 
проточною прохолодною водою щонайменше 15 хвилин, щоб знизити 
температуру. При сильних опіках або пухирях не намагайтеся лікувати 
самостійно — накрийте стерильною пов’язкою та негайно зверніться по 
медичну допомогу. 
Усунення несправностей обладнання: стандартна процедура після 
аварійної зупинки. Натисніть кнопку аварійної зупинки (E-Stop): У будь-якій 
ситуації з невідомими відхиленнями (дивний шум, запах або втрата контролю) 
вашою першою реакцією завжди має бути натискання кнопки аварійної 
зупинки. 
Оцініть ситуацію: після забезпечення особистої безпеки швидко оцініть 
обстановку — перевірте наявність диму, вогню або витоків рідини. 
Повідомте та ізолюйте: негайно повідомте свого керівника або 
відповідального за лазерну безпеку (LSO). До прибуття фахівців обмежте 
доступ до зони несправного обладнання за допомогою попереджувальної 
стрічки або знаків, щоб запобігти випадковому доступу чи ввімкненню. 
Збережіть місце події: не намагайтеся перезапускати або змінювати будь-
які налаштування — залиште обладнання в тому стані, у якому воно було під 
час виникнення несправності, оскільки це надасть важливі підказки для 
подальшого аналізу інциденту. 
103 
Настінна схема реагування на надзвичайні ситуації 
Для легкого запам’ятовування та швидкого використання під час 
надзвичайних ситуацій рекомендується оформити наступну блок-схему у 
вигляді стислого наочного плаката та розмістити його біля кожної машини. 
Надзвичайна ситуація. 
Крок 1 (Само-/Взаємодопомога). 
Крок 2 (Контроль ситуації). 
Крок 3 (Звернення по допомогу). 
Пожежа. Натисніть кнопку аварійної зупинки. Використайте вогнегасник 
CO₂, спрямовуючи струмінь у основу полум’я. Якщо пожежу неможливо 
контролювати, негайно евакуюйтеся та увімкніть пожежну сигналізацію 
Ураження очей. Закрийте очі та відійдіть від променя. Натисніть кнопку 
аварійної зупинки. Тримайте голову прямо, попросіть колег викликати екстрені 
служби. 
Опік шкіри. Натисніть кнопку аварійної зупинки. Безперервно 
промивайте прохолодною водою. У разі сильних опіків негайно викликайте 
екстрені служби. 
Відмова обладнання/Незвичний шум. Натисніть кнопку аварійної 
зупинки. Оцініть ризик (пожежа/дим/електрика), відійдіть від обладнання. 
Повідомте керівника/LSO та дочекайтеся професійної допомоги. 
2. Навчання на нещасних випадках: ґрунтовний аналіз реальних випадків. 
Аналіз чужих помилок — єдиний короткий шлях, щоб не допустити 
повторення історії. Наведені нижче випадки взяті з достовірних інституційних 
джерел і наочно демонструють, чому правила безпеки є абсолютно 
непорушними. 
3. Розвінчання поширених міфів про безпеку 
Хибні уявлення часто небезпечніші за незнання, оскільки створюють 
помилкове відчуття безпеки, що призводить до смертельних прорахунків. 
Міф 1: “Швидкий погляд не зашкодить” 
104 
Реальність: це один із найнебезпечніших і найпоширеніших міфів у сфері 
лазерної безпеки. Кришталик людського ока — це потужна фокусувальна 
система, яка концентрує вхідну лазерну енергію на сітківці, збільшуючи 
щільність енергії в десятки тисяч разів. 
Навіть, здавалося б, слабкі, розсіяні відбиття можуть спричинити постійні 
та незворотні опіки сітківки за мілісекунди, залишаючи сліпу пляму, яку 
неможливо відновити. Ваш рефлекс моргання (приблизно 0,25 секунди) занадто 
повільний, щоб вас захистити. 
Міф 2: “Машина повністю безпечна, щойно корпус закрито”. 
Реальність: правильно спроектована, повністю закрита (Клас 1) система є 
безпечною під час нормальної роботи, але припущення про “абсолютну 
безпеку” ігнорує три поширені ризики: 
Відбиття та витоки: під час різання високо відбивних матеріалів, таких як 
нержавіюча сталь із дзеркальною поверхнею або мідь, інтенсивні відбиті 
промені можуть відбиватися всередині корпусу та просочуватися через щілини 
оглядових вікон або стики панелей. 
Небезпека дверей наскрізного проходу: багато машин мають передні та 
задні двері для наскрізного проходу великих заготовок. Відкриття цих дверей 
миттєво переводить систему з безпечного Класу 1 у небезпечний Клас 4, 
дозволяючи розсіяним лазерним променям вільно виходити назовні. 
Ризик під час технічного обслуговування: Найбільша небезпека виникає 
під час технічного обслуговування. Після відкриття корпусу оператори 
повністю піддаються впливу лазера Класу 4. 
 
 
 
 
 
 
 
105 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Висновок до розділу 4 
Було розглянуто безпеку лазерів і лазерних установок, джерела 
небезпечних і шкідливих виробничих факторів при використанні лазерів та 
лазерних установок, механізми дії лазерного випромінювання, вплив лазерного 
випромінювання на очі, вплив лазерного випромінювання на шкіряний покрив і 
внутрішні органи.  
 
 
 
  
106 
Висновки 
1.  Виконано аналітичний огляд сучасних технологій розкрою листових 
металів. 
2. Проведено дослідження основних видів браку при лазерному різання та 
наведено рекомендації, щодо його усунення. 
3. Встановлено, що: 
 При збільшенні товщини металу лазерний промінь менш ефективно 
забезпечує рівномірне плавлення та видування матеріалу, що призводить до 
підвищення шорсткості різу. Для досягнення низької шорсткості при товстих 
заготовках може знадобитися коригування параметрів лазера: потужності, 
швидкості різання або фокусної відстані. При товстіших заготовках лазерний 
промінь розсіюється сильніше, що призводить до збільшення ширини різу. Для 
збереження високої точності та мінімальної ширини різу при роботі з товстим 
металом слід оптимізувати параметри лазера: потужність, швидкість руху та 
фокусування променя. Зі збільшенням товщини матеріалу швидкість лазерного 
різання зменшується, причому спочатку швидко, а потім наближається до 
майже постійного мінімального значення для великих товщин. Це пояснюється 
тим, що для різання товстих листів лазеру потрібно більше часу для нагрівання 
та проплавлення матеріалу. Зі збільшенням товщини листа оптимальна 
швидкість лазерного різання зменшується, що є характерною закономірністю 
для процесів термічного різання матеріалів. Для листа товщиною 2,5 мм існує 
оптимальний діапазон швидкостей різання (приблизно 3–5 м/хв), за якого 
забезпечується мінімальна шорсткість поверхні та найкраща якість різу. Для 
лазерного різання листа товщиною 4 мм оптимальний діапазон швидкостей 
різання знаходиться поблизу 2,0 м/хв, за якого забезпечується мінімальна 
шорсткість поверхні та стабільна якість різу. Зі збільшенням товщини 
нержавіючої сталі швидкість лазерного різання суттєво зменшується. Для 
ефективного різання більш товстих листів необхідне підвищення потужності 
лазерного випромінювання або оптимізація параметрів різання (фокусування, 
тиск та тип допоміжного газу). Зі збільшенням товщини алюмінієвого листа 
107 
швидкість лазерного різання істотно зменшується. Це пов’язано з високою 
теплопровідністю та відбивною здатністю алюмінію, які ускладнюють 
ефективне поглинання лазерної енергії, особливо при обробці товстих листів.  
4. Розглянуто безпеку лазерів і лазерних установок, джерела небезпечних 
і шкідливих виробничих факторів при використанні лазерів та лазерних 
установок, механізми дії лазерного випромінювання, вплив лазерного 
випромінювання на очі, вплив лазерного випромінювання на шкіряний покрив і 
внутрішні органи. 
  
108 
Список використаних джерел 
1. Інтегровані технології обробки матеріалів [Текст]: підручник / Е.С. 
Геворкян, Л.А. Тимофеєва, В.П. Нерубацький, О.М. Мельник. И-73 – Харків: 
УкрДУЗТ, 2016. – 238 с 
2. Лазерні технології. Практикум Навчальний посібник: Г.С. Тимчик, 
Г.В. Богатирьова, М.С. Мамута: Київ, КПІ ім. Ігоря Сікорського2022 
3. Лазерні технології. Конспект лекцій [Електронний ресурс] : 
навчальний посібник для здобувачів ступеня бакалавра «Комп’ютерно-
інтегровані системи та технології в приладобудуванні» / КПІ ім. Ігоря 
Сікорського;Г. С. Тимчик. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 276 с. 
4. Лазерні технології у машинобудуванні: навч. посібник для 
студентів спеціальності «Прикладна механіка» денної, заочної та дистанційної 
форм навчання / Л. І. Пупань. – Харків: НТУ «ХПІ», 2020. –109 с. 
5. Биковський О.Г. Зварювання різання й контроль якості під час 
виробництва металоконструкцій: підручник. – К.: Основа, 2021. – 400с. 
6. Громов, С.М. Технологія та обладнання плазмового різання: навч. 
посіб. / С.М. Громов, Г.І. Крупко, А.А. Лучко. - К.: Київ. нац. ун-т технол. і 
дизайну, 2009.  
7. Лащенко Г. И. Плазменная резка металлов и сплавов / Г. И. 
Лащенко. Киев: Экотехнология, 2003. 64 с. 
8. Плазменное поверхностное упрочнение. Л.К. Лещинский, С.С. 
Самотугин, И.И. Пирч, В.И. Комар. – К.: Тэхника, 1990. – 109 с. 
9. Гуменюк І.В. Технологія електродугового зварювання : підручник / 
І.В.Гуменюк, О.Ф.Іваськів, О.В.Гуменюк. – Київ : Грамота, 2006. – 512 с. 
10. Коваленко В. С. Лазерная технология: учеб. – Киев : Вища шк., 
1989 
11. Основи фізики лазерів: навчальний посібник / В.П. Гаращук. – 
Київ: Пульсари, 2012. – 342 с  
12. Лазерна поверхнева обробка матеріалів / Афанасьєва О.В., 
Лалазарова Н.О., Федоренко Є.П. Харків : ФОП Панов А.М., 2020. 100 с. 
109 
13. Бобицький Я. В. Лазерні технології : навч. посібник / Я. В. 
Бобицький, Г. Л. Матвіїшин. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 
2015. 
14. Коваленко В. С., Головко Л. Ф., Черненко В. С. Упрочнение и 
легирование деталей машин лучом лазера. К. : Техника, 1990. 192 с. 
15. О. В. Піонткевич, С. І. Сухоруков, А. Д. Барановський, І. І. Віштак, 
«Перспективи використання лазерних технологій в машинобудуванні», на 
Матеріали L науково-технічної конференції підрозділів ВНТУ, Вінниця, 10-12 
березня 2021 р.  
16. Технології верстатних робіт: підручник / [Гоменюк Д. В., Романов 
Л. А., Шимановський М. М.]. – Житомир, "Полісся", 2021. – 492 с.; ілюстр. 
17. Газовые лазеры: Перев.с англ. / Под ред. И.Мак-Даниэля и 
У.Нигэна -1986. 552 с. 
18. Steen W., Mazumder J. Laser Material Processing. 4 th Edition. 
Springer-Verlag London Limited. 2010. 
19. Кайдалов А.А. Современные технологии термической и 
дистанционной резки конструкционных материалов.- К. : «Екотехнологія», 
2007. -456 с.  
20. . Коваленко В. С. Малоотходные процессы резки лучом лазера / В. 
С. Коваленко, В. В. Романенко, Л. М. Олещук. – К.: Техніка, 1987. – 112 с., ил. 
21. . Попіль, Ю. С. Газолазерне різання тонколистових металів з 
використанням воднево-кисневого полум’я / Ю. С. Попіль, В. М. Корж, П. В. 
Кондрашев // Вісник НТУУ «КПІ». Машинобудування : збірник наукових 
праць. – 2011. – № 61, т. 2. – С. 109–112 
22. http://aramis.com.ua/laser-cut.html  
23. ДСТУ ГОСТ 7.1:2006. Бібліографічний запис, бібліографічний 
опис. Загальні вимоги та правила складання»: методичні рекомендації з 
впровадження/уклали: Галевич О.К., Штогрин І.М.– Львів, 2008 – 20с. 
24. ДСТУ. 3008-95 – Документація. Звіти  у сфері науки і техніки. 
Структура і правила оформлення.
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
