Tabla de espesores y velocidades de corte láser (500W-30kW)

El corte por láser es un método muy eficaz y preciso para cortar diversos metales. La velocidad de corte y el grosor de una cortadora láser dependen de varios factores, como la potencia del láser, el tipo de metal y el grosor del material. En este artículo se ofrece una tabla exhaustiva de espesores y velocidades de corte por láser para láseres de 500 a 30 kW, que abarca el acero dulce, el acero inoxidable y el aluminio.

Principales conclusiones

1. Los láseres de mayor potencia son más eficaces para cortar materiales más gruesos, ya que la velocidad de corte aumenta con la potencia.
2. Las propiedades del material influyen significativamente en el proceso de corte por láser, con distintos rangos de velocidad para el acero dulce, el acero inoxidable y el aluminio.
3. A medida que aumenta el grosor del material, disminuye la velocidad de corte, independientemente de la potencia del láser.

Tabla de espesores y velocidades de corte por láser

1. Tabla de Espesor y Velocidad de Corte Láser (500W-30kW)

La siguiente tabla presenta las velocidades de corte (en metros por minuto) para acero dulce (Q235A), acero inoxidable (201) y aluminio de distintos grosores, utilizando láseres de entre 500 W y 12 kW.

Unidad: m/min

Nota:

Los datos de la tabla de espesores y velocidades de corte por láser son sólo de referencia y pueden variar en función de las configuraciones específicas de la máquina y de las condiciones de corte.

Varios factores pueden afectar a la velocidad de corte en la tecnología láser, como la fibra óptica, la calidad del material, los gases, las lentes ópticas, los patrones de corte y otras condiciones específicas del lugar que requieren ajustes.

El diagrama muestra que la sección amarilla representa el corte con nitrógeno puro, mientras que la sección azul representa el corte con oxígeno puro.

Es importante señalar que corte por láser puede no ser eficiente cuando se trabaja con materiales limitados, lo que puede dar lugar a resultados subóptimos y obstaculizar el procesamiento continuo.

Al cortar materiales altamente anticorrosivos como cobre y aluminioes crucial prestar especial atención al ajuste del proceso.

No se recomienda procesar de forma continua durante largos periodos de tiempo para evitar posibles daños.

• Descargue la siguiente tabla de espesores y velocidades de corte por láser

2. Tabla de Espesor y Velocidad de Corte Láser 750W

3. Tabla de Espesor y Velocidad de Corte Láser 20kW

Unidad: m/min

4. Tabla de Espesor y Velocidad de Corte Láser 30kW

Véase también:

• Velocidad de corte láser de fibra 750-6000W (Fuente láser Raycus)
• Velocidad de corte láser de fibra 1000-6000W (Fuente láser IPG)
• CO₂ Tabla de espesores y velocidades de corte por láser
• Tabla de corte por láser de Bystronic

II. Parámetros para el corte por láser de acero inoxidable

• Onda continua
• SP-Super Pulso
• Pulso GP-Gated

Precauciones:

Para el corte asistido por oxígeno, el espesor adicional y otros parámetros del material están relacionados con los parámetros PRC.

A la máxima velocidad de corte, la calidad del corte y la presión del gas de corte dependen de la composición de la aleación del material y de la pureza del gas de corte.

Una vez finalizado el corte con oxígeno, éste debe purificarse; de lo contrario, la mezcla de oxígeno y nitrógeno hará que el filo de corte se vuelva azul o marrón.

Al cortar material con espesor ≥4mm, los parámetros para el corte de agujeros pequeños se deben utilizar al cortar agujeros φ1,5mm, con presión de oxígeno a 4Bar (60Psi), o la velocidad de corte inicial es 20~30% de la velocidad de corte normal.

Cortar agujeros pequeños se refiere a agujeros con un diámetro ≤5mm y un grosor ≤3mm, o un grosor >3mm y un diámetro de agujero no mayor que el grosor de la placa.

Cortar agujeros grandes se refiere a agujeros con un diámetro >5mm y un grosor ≤3mm, o un grosor >3mm y un diámetro de agujero mayor que el grosor de la placa.

Potencia láser y velocidad de corte

La potencia del láser y la velocidad de corte son dos de los parámetros más críticos en el proceso de corte por láser. Su ajuste adecuado es esencial para lograr resultados de corte óptimos, influyendo en la calidad, precisión y eficacia de los cortes.

Alta potencia láser

La alta potencia del láser, medida en vatios, permite velocidades de corte más rápidas y la capacidad de cortar materiales más gruesos. Por ejemplo, una cortadora láser de 1.000 vatios puede cortar eficazmente acero de 10 mm de grosor a una velocidad de 600 mm/min. Los ajustes de alta potencia son especialmente adecuados para cortar metales, donde el aumento de energía ayuda a lograr una penetración más profunda y tiempos de procesamiento más rápidos.

Sin embargo, el uso de una potencia láser elevada puede provocar daños por calor al cortar materiales más finos. Una potencia excesiva puede causar fusión o deformación, lo que da lugar a anchos de corte más amplios y posibles problemas de calidad, como bordes ásperos o marcas de quemaduras. Por lo tanto, aunque una potencia elevada puede mejorar la eficacia del corte, debe gestionarse con cuidado para evitar comprometer la calidad del corte.

Baja potencia láser

La potencia láser baja es más adecuada para tareas que requieren gran precisión y control. Este ajuste es ideal para cortar materiales más finos o delicados, ya que reduce el riesgo de daños por calor y garantiza cortes limpios y afilados. Por ejemplo, al cortar acrílico de 3 mm, un ajuste de potencia de 50 vatios a una velocidad de 200 mm/min puede lograr un borde limpio sin quemaduras.

La contrapartida de una potencia láser baja es una velocidad de corte más lenta y una capacidad limitada con materiales más gruesos. Aunque este ajuste mejora la precisión, puede no ser eficaz para la producción de grandes volúmenes o para cortar materiales densos. Los operarios deben equilibrar la necesidad de precisión con la eficacia general del proceso de corte.

Alta velocidad de corte

Las altas velocidades de corte reducen el tiempo necesario para cada corte, lo que aumenta la productividad global. Por ejemplo, cortar chapas finas a 1.000 mm/min puede ser muy eficaz cuando la precisión es menos crítica.

Sin embargo, las velocidades de corte más rápidas pueden provocar problemas de calidad, especialmente con materiales más gruesos. Las altas velocidades pueden dar lugar a cortes incompletos, bordes ásperos o un mayor riesgo de quemaduras debido a un tiempo de interacción insuficiente entre el láser y el material. Para diseños intrincados o trabajos detallados, suelen ser necesarias velocidades más lentas para mantener la precisión y evitar dañar el material.

Baja velocidad de corte

Las velocidades de corte bajas mejoran la precisión y dan como resultado bordes más limpios, por lo que son ideales para trabajos detallados o para cortar materiales más gruesos. Este ajuste permite controlar mejor el proceso de corte, reduciendo el riesgo de quemaduras o deformaciones, especialmente cuando se trabaja con materiales delicados como la madera o el acrílico.

La desventaja de las velocidades de corte más lentas es el aumento del tiempo de producción y la posibilidad de zonas afectadas por el calor (HAZ). La zona afectada por el calor se refiere al área del material que experimenta un cambio en sus propiedades debido al intenso calor del láser. Una exposición prolongada puede provocar quemaduras o decoloración del material. Los operarios deben encontrar el equilibrio adecuado entre velocidad y precisión para conseguir la calidad de corte deseada sin comprometer la eficacia.

Equilibrio entre potencia láser y velocidad de corte

La relación entre la potencia del láser y la velocidad de corte está estrechamente vinculada, y encontrar el equilibrio adecuado es crucial para obtener resultados óptimos. Una mayor potencia permite cortar materiales más gruesos o alcanzar velocidades de corte más rápidas, mientras que una menor potencia requiere velocidades más lentas para realizar cortes limpios en materiales finos. Por ejemplo, el corte de acrílico de 3 mm puede requerir una velocidad de 100-150 mm/min con una potencia de 90-100% para lograr un borde limpio sin quemaduras.

Los distintos materiales reaccionan de forma diferente al corte por láser, lo que requiere ajustes específicos para evitar problemas de calidad. Metales como el acero inoxidable y el aluminio pueden cortarse a mayor velocidad con ajustes de potencia más altos, mientras que materiales como la madera y el acrílico requieren ajustes más precisos para evitar quemaduras o cortes incompletos.

Gestionando y ajustando cuidadosamente la potencia del láser y la velocidad de corte en función del material y la calidad de corte deseada, los operarios pueden optimizar sus procesos de corte por láser, logrando resultados eficaces y precisos sin dañar el material ni el equipo.

Métodos para aumentar la velocidad de corte por láser

Los métodos para aumentar la velocidad de corte por láser incluyen principalmente los siguientes aspectos:

Ajuste de la potencia del láser: La magnitud de la potencia del láser influye directamente en la velocidad de corte, la anchura de la costura, el grosor del corte y la calidad del corte. Una potencia láser adecuada puede mejorar la eficacia del corte, pero es importante tener en cuenta que la potencia necesaria depende de las características del material y del mecanismo de corte. Por ejemplo, al cortar acero al carbono, la velocidad de corte puede aumentarse cambiando el tipo de gas de corte.

Optimización de los parámetros de corte: Los ajustes racionales de la velocidad de corte, la potencia y el corte con gas tienen un impacto significativo en la calidad y la eficacia del corte. Mediante la simulación de planes de corte, se puede determinar la trayectoria de corte óptima para evitar la repetición excesiva de cortes y trayectorias de desplazamiento, aumentando así la velocidad de corte.

Mejora de la estructura del cabezal de corte: Elegir el gas de corte adecuado y mejorar la estructura del cabezal de corte también es uno de los métodos eficaces para aumentar la velocidad de corte.

Ajuste de los parámetros de corte en función de las características del material: Los diferentes materiales metálicos (como chapa de aluminio, acero inoxidable, acero al carbono, chapa de cobre y materiales de aleación, etc.) y el grosor del material afectarán a la velocidad del corte por láser. Por lo tanto, es necesario ajustar los parámetros de corte en función de las características específicas del material.

Mejorar el rendimiento de los equipos: Aumentar la potencia del generador láser para alcanzar el valor ideal puede mejorar directa y eficazmente la velocidad de corte y el efecto de corte.

Ajuste del modo de haz y de la distancia de enfoque: Preste atención al ajuste de la potencia del láser, la velocidad de corte y la distancia de enfoque para conseguir el mejor efecto de corte.

Utilización de un cabezal de corte láser de enfoque automático: El uso de un cabezal de corte láser con autoenfoque puede mejorar la velocidad de enfoque de la máquina, evitando las pérdidas de tiempo causadas por el enfoque manual, con lo que aumenta indirectamente la velocidad de corte.

¿Qué parámetros de corte (como la velocidad de corte o la potencia) son más importantes para mejorar la eficacia de corte con diferentes potencias láser?

Con diferentes potencias de láser, los parámetros clave para mejorar la eficiencia del corte incluyen la velocidad de corte, la potencia del láser, el tamaño del foco y la profundidad del foco. En primer lugar, la potencia del láser es uno de los factores importantes que afectan a la velocidad de corte y la eficiencia. Con el aumento de la potencia del láser, se puede lograr una mayor velocidad de corte, especialmente cuando se procesan placas de espesor medio y bajo, el aumento de la potencia del láser puede mejorar significativamente la eficiencia de corte.

Además, la posición correcta del foco es crucial para obtener una calidad de corte estable y eficaz. Además de los parámetros anteriores, la elección y el flujo de los gases auxiliares también tienen un impacto significativo en la eficiencia del corte.

El oxígeno puede participar en la combustión del metal y es adecuado para cortar la mayoría de los metales, mientras que los gases inertes y el aire son adecuados para cortar algunos metales. Esto sugiere que, a la hora de elegir los parámetros de una máquina de corte por láser, no sólo deben tenerse en cuenta la potencia del láser y los ajustes de enfoque, sino que también deben ajustarse la elección y el flujo de los gases auxiliares en función de las características y los requisitos del material que se va a cortar.

Los parámetros clave para mejorar la eficacia del corte por láser incluyen la potencia del láser, la velocidad de corte, el tamaño del foco, la profundidad del foco y la elección y el flujo de gases auxiliares. Estos parámetros deben optimizarse y ajustarse en función de la tarea de corte específica y las características del material.

¿Cómo optimizar el patrón del haz y la distancia de enfoque para obtener los mejores resultados de corte?

En el proceso de corte por láser, es crucial optimizar el patrón del haz y la distancia de enfoque para conseguir el mejor efecto de corte. Inicialmente, debe elegirse la posición de enfoque adecuada en función de los diferentes materiales y requisitos de corte. La posición del foco puede influir en la finura de la sección transversal del material cortado, en el estado de la escoria en el fondo y en la posibilidad de seccionar el material.

Por ejemplo, en máquinas de corte por láser de fibraCuando el foco se encuentra en la posición óptima, se puede conseguir la hendidura más pequeña y la mayor eficacia. Además, cuando el foco del rayo láser se reduce al mínimo, se utiliza el disparo puntual para establecer los efectos iniciales, y la posición del foco se determina en función del tamaño del efecto del punto luminoso. Esta posición es el enfoque de procesado óptimo.

Además de ajustar la posición de enfoque, el patrón del haz puede optimizarse utilizando elementos ópticos multifocales difractivos. Estos componentes ópticos difractivos únicos pueden separar el haz en el eje de enfoque, demostrando efectos de corte en bisel mejorados. Además, un conformador del haz también es una herramienta importante que puede mejorar los efectos de corte haciendo que la luz incidente se difracte mediante un algoritmo de optimización.

En las operaciones prácticas, es crucial ajustar correctamente la distancia de enfoque para el efecto de corte. Las soluciones incluyen el ajuste a la distancia óptima de enfoque de corte, el uso de pesos para aplanar el material y el uso de una regla de enfoque para comprobar si la altura de cada zona de la mesa de trabajo es coherente. Además, la optimización de la distancia entre los puntos de procesamiento es un aspecto de la mejora de la calidad de corte. Por ejemplo, cuando la distancia entre puntos de procesamiento es de 1 μm, se puede obtener una mejor calidad de la rugosidad de la sección transversal de procesamiento.

Mediante el ajuste preciso de la posición de enfoque, la optimización del patrón del haz utilizando componentes ópticos difractivos y conformadores de haz, y prestando atención a los ajustes de la distancia de enfoque y la distancia del punto de procesamiento, el patrón del haz y la distancia de enfoque durante el corte por láser pueden optimizarse eficazmente para lograr el mejor efecto de corte.

Tipos de gas y su impacto en la velocidad de corte

La elección del gas en los procesos de corte por láser afecta significativamente a la velocidad de corte, la calidad y la eficacia general. Los distintos gases interactúan con el material de formas únicas, lo que influye en la precisión del corte, la calidad de los bordes y la velocidad a la que puede moverse el láser. Comprender estos efectos es crucial para optimizar las operaciones de corte por láser en diversos materiales.

Oxígeno (O2)

El oxígeno se utiliza mucho en el corte por láser, especialmente para el acero al carbono. Facilita una reacción exotérmica con el metal, lo que mejora el proceso de corte. Esta reacción no solo ayuda a disipar el calor, sino que también favorece la combustión, lo que aumenta la velocidad de corte.

• Acero al carbono: Al cortar acero al carbono, el oxígeno puede aumentar significativamente la velocidad de corte. Por ejemplo, un láser de 1000 W que utiliza oxígeno puede cortar acero al carbono de 10 mm de grosor a aproximadamente 1,6 metros por minuto (m/min). La reacción exotérmica con el acero al carbono produce un corte más limpio y acelera el proceso.
• Calidad de los bordes: Aunque el oxígeno puede aumentar la velocidad, puede provocar oxidación en los bordes de corte, lo que da lugar a un acabado más rugoso. Esto suele ser aceptable para muchas aplicaciones industriales, pero puede no ser adecuado para aplicaciones que requieren gran precisión y bordes limpios.

Nitrógeno (N2)

El nitrógeno se utiliza habitualmente para cortar acero inoxidable, aluminio y otros metales en los que es necesario evitar la oxidación. El nitrógeno desplaza el oxígeno alrededor de la zona de corte, evitando la formación de óxidos en la superficie cortada.

• Acero inoxidable y aluminio: El nitrógeno ayuda a mantener un acabado liso soplando el material fundido y los residuos. Por ejemplo, un láser de 1000 W puede cortar acero inoxidable de 3 mm de grosor a velocidades de unos 3,5 m/min utilizando nitrógeno. Este gas evita la oxidación, lo que da como resultado unos bordes limpios y de alta calidad.
• Consideraciones sobre la velocidad: Aunque el nitrógeno no mejora la velocidad de corte en la misma medida que el oxígeno, es crucial para aplicaciones en las que la calidad del corte y la prevención de la oxidación son primordiales.

Aire comprimido

El aire comprimido se utiliza a menudo para cortar materiales no metálicos como madera, plásticos y acrílicos. Proporciona un efecto refrigerante y ayuda a eliminar los residuos, pero no mejora significativamente la velocidad de corte de los materiales metálicos.

• No metales: Para materiales como el acrílico y la madera, el aire comprimido puede mejorar la calidad del corte enfriando el material y eliminando las partículas. Esto ayuda a evitar la fusión y la combustión, problemas habituales con estos materiales.
• Metales: El aire comprimido es menos eficaz para cortar metales, ya que no facilita la reacción exotérmica necesaria para aumentar la velocidad de corte. Su uso en el corte de metales se limita a aplicaciones en las que el ahorro de costes es más importante que la eficacia del corte.

Argón (Ar)

El argón es un gas inerte utilizado para el corte de precisión, especialmente para materiales finos o cuando se desea un corte limpio y sin óxido. Ayuda a evitar la oxidación, pero no aumenta intrínsecamente la velocidad de corte.

• Aplicaciones de precisión: El argón se utiliza a menudo en combinación con otros gases para aplicaciones específicas que requieren gran precisión y una oxidación mínima. Por ejemplo, para cortar chapas finas de acero inoxidable o aluminio en las que es esencial que los bordes estén limpios.
• Combinación de gases: El argón puede mezclarse con otros gases, como el hidrógeno, para cortar materiales más gruesos, lo que mejora el proceso de corte al proporcionar un entorno estable e inerte.

Observaciones generales

• Presión de gas: La presión del gas de corte afecta significativamente a la velocidad y la calidad del corte. Una presión demasiado baja puede provocar manchas de fusión y reducir la productividad, mientras que una presión demasiado alta puede dar lugar a superficies rugosas y cortes más anchos. Ajustar la presión del gas en función del grosor del material es crucial.
• Grosor del material: Los materiales más gruesos suelen requerir una mayor presión de gas para expulsar el material fundido con eficacia. Por ejemplo, en el corte por láser, la presión puede tener que ser menor para el acero al carbono más grueso, pero mayor para el acero inoxidable más grueso.
• Pureza del gas: La pureza del gas, especialmente del oxígeno, es crucial para mantener altas velocidades y calidad de corte. Las impurezas pueden reducir la eficacia del gas, lo que reduce la velocidad de corte y aumenta el consumo de gas.

En resumen, la selección del tipo de gas adecuado y la optimización de su presión y pureza son esenciales para lograr los mejores resultados en el corte por láser. Cada gas tiene sus ventajas y aplicaciones únicas, que influyen tanto en la velocidad de corte como en la calidad del producto acabado. Al conocer estos efectos, los operarios pueden tomar decisiones con conocimiento de causa para mejorar sus procesos de corte por láser.

Consejos para optimizar la velocidad de corte por láser

Optimizar la velocidad de corte por láser es crucial para aumentar la productividad, mejorar la calidad del corte y reducir los costes operativos. A continuación se ofrecen varios consejos y técnicas para alcanzar velocidades óptimas de corte por láser en distintos materiales y aplicaciones:

Potencia láser y posición focal

Ajustar adecuadamente la potencia del láser y la posición focal es esencial para lograr cortes eficaces.

• Mayor potencia láser: Utilice una mayor potencia láser para cortar materiales más gruesos y conseguir velocidades de corte más rápidas. Por ejemplo, un láser de 4000 W puede cortar eficazmente acero al carbono de 20 mm de grosor a mayor velocidad que un láser de menor potencia. Sin embargo, una potencia excesiva puede provocar bordes ásperos o daños en el material.
• Menor potencia láser: Para trabajos de precisión en materiales más finos, una menor potencia del láser reduce el riesgo de daños por calor y garantiza cortes más limpios. Por ejemplo, cortar acrílico de 3 mm con un láser de 50 W puede producir bordes precisos sin quemaduras.
• Ajuste de la posición focal: Para materiales más gruesos, ajuste la posición focal ligeramente por debajo de la superficie del material para mejorar la penetración y garantizar un corte limpio. Para materiales finos, una distancia focal más corta aumenta la densidad de potencia y reduce el tamaño del punto, lo que permite cortes más rápidos.
• Selección de lentes: Elija objetivos con distancias focales adecuadas en función del grosor del material. Los objetivos de distancia focal corta son ideales para materiales finos, mientras que los de distancia focal más larga son más adecuados para materiales más gruesos.

Ajustes de velocidad de corte específicos para cada material

Ajuste la velocidad de corte en función del material a cortar para optimizar el rendimiento y la calidad.

• Materiales más gruesos: Reduzca la velocidad de corte en materiales más gruesos para garantizar una penetración completa y cortes limpios. Por ejemplo, el corte de acero al carbono de 10 mm de grosor puede requerir velocidades más lentas para evitar cortes incompletos.
• Materiales más finos: Aumente la velocidad de corte de los materiales más finos para aumentar la productividad sin comprometer la calidad. Por ejemplo, las chapas finas de acero inoxidable pueden cortarse a mayor velocidad con los ajustes de potencia adecuados.

Gases Asistenciales

Los gases auxiliares desempeñan un papel importante en el corte por láser, ya que mejoran la calidad y la velocidad de corte.

• Oxígeno para metales: Utilice el oxígeno para aumentar la velocidad de corte del acero al carbono mediante una reacción exotérmica, que ayuda a conseguir cortes más rápidos y limpios. Por ejemplo, el oxígeno puede aumentar la velocidad de corte de acero al carbono de 10 mm de espesor en 25-30%.
• Nitrógeno para acero inoxidable y aluminio: Utilice nitrógeno para evitar la oxidación y conseguir bordes más limpios. Aunque puede que no aumente significativamente la velocidad de corte, el nitrógeno garantiza cortes de alta calidad en acero inoxidable y aluminio.
• Aire comprimido para no metales: Utilice aire comprimido para cortar materiales no metálicos, como acrílico y madera, para mejorar la calidad del corte al enfriar el material y soplar los residuos.

Ajustes del caudal de gas

Supervisar y ajustar los caudales de gas para mantener la calidad y la eficacia del corte.

• Altos caudales para materiales más gruesos: Aumente el caudal de gas para materiales más gruesos para eliminar eficazmente el material fundido de la trayectoria de corte. Esto ayuda a mantener la calidad y la velocidad de corte.
• Caudales más bajos para materiales más finos: Utilice caudales de gas más bajos para los materiales más finos para evitar la eliminación excesiva de material fundido y garantizar cortes suaves.

Trayectoria inicial de perforación y corte

Ajuste la perforación inicial y optimice la trayectoria de corte para obtener mejores resultados.

• Ajustes iniciales de perforación: Ajuste la configuración inicial de perforación para placas de metal más gruesas para evitar el sobrecalentamiento. La perforación previa garantiza un inicio limpio del proceso de corte.
• Optimización de la trayectoria de corte: Ajuste correctamente la trayectoria de corte para evitar ineficiencias. Garantice un movimiento suave del láser a través del material y supervise el proceso para ajustar parámetros como la potencia de corte, la presión del gas y la posición de enfoque según sea necesario.

Condiciones ambientales y mantenimiento

Mantener un entorno controlado y realizar un mantenimiento periódico para mejorar el rendimiento de corte.

• Entorno controlado: Mantenga un entorno de trabajo estable para mejorar la calidad del corte. Las altas temperaturas ambientales, la humedad excesiva y la acumulación de polvo pueden afectar negativamente al rendimiento de la cortadora láser y a la calidad del corte.
• Mantenimiento periódico: Limpie y mantenga regularmente la cortadora láser para evitar que el polvo y los residuos afecten al rayo láser y a la óptica.

Ritmo y frecuencia de repetición

Ajuste la velocidad de repetición y la frecuencia en función de las características del material.

• Mayores tasas de repetición para materiales finos: Utilice frecuencias de repetición (frecuencia de impulsos) más altas para cortar materiales más finos o blandos. Esto proporciona una distribución más uniforme de la energía y mejora la calidad del corte.
• Tasas de repetición más bajas para materiales gruesos: Emplee frecuencias de repetición más bajas para materiales más gruesos o duros a fin de proporcionar más energía por pulso, garantizando un corte eficaz sin una acumulación excesiva de calor.

Equilibrio entre velocidad y calidad

Equilibre cuidadosamente la velocidad de corte y la calidad para obtener resultados óptimos.

• Ajustes de velocidad de corte: Ajuste la velocidad de corte en función del grosor del material y de la calidad de corte deseada. Las velocidades más rápidas pueden dar lugar a cortes incompletos, mientras que las velocidades más lentas pueden reducir la productividad y causar marcas de quemaduras excesivas. Encontrar el equilibrio adecuado es clave para optimizar tanto la velocidad como la calidad.
• Ensayo y error: Realice cortes de prueba y ajuste la configuración según sea necesario para obtener los mejores resultados. Supervise de cerca el proceso de corte y realice ajustes graduales en parámetros como la potencia, la velocidad y el caudal de gas.

Poniendo en práctica estos consejos y técnicas, los operarios pueden optimizar la velocidad de corte por láser, logrando cortes eficientes, precisos y de alta calidad en diversos materiales y aplicaciones.

Preguntas frecuentes

A continuación encontrará respuestas a algunas preguntas frecuentes:

¿Cuál es la velocidad de corte típica de un láser de 1000 W en acero al carbono?

La velocidad de corte típica de un láser de 1000 W en acero al carbono varía en función del grosor del material. Para chapas finas de hasta 1 mm, la velocidad de corte puede ser relativamente alta, aunque no se detallan velocidades específicas. Para espesores medios de entre 1 y 5 mm, la velocidad de corte suele rondar los 2-3 metros por minuto (m/min). Por ejemplo, un láser de 1000 W puede cortar acero al carbono de 5 mm de grosor a aproximadamente 2-3 m/min. Al cortar materiales más gruesos de hasta 10 mm, la velocidad disminuye; por ejemplo, un acero al carbono de 8 mm de grosor puede cortarse a unos 1,6 m/min. En estas velocidades influyen factores como la potencia del láser, el grosor del material y las características específicas de la máquina de corte por láser. Ajustar la velocidad de corte adecuadamente es esencial para conseguir una calidad y eficacia de corte óptimas.

¿Cómo afecta la potencia del láser a la velocidad de corte?

La potencia del láser afecta significativamente a la velocidad de corte en los procesos de corte por láser. Una mayor potencia del láser permite velocidades de corte más rápidas al suministrar más energía al material por unidad de tiempo. Esta mayor energía permite al láser fundir y vaporizar el material más rápidamente, acelerando así el proceso de corte. Por el contrario, una menor potencia del láser requiere velocidades de corte más lentas para garantizar una penetración completa y mantener la calidad del corte.

Las propiedades del material, como las características térmicas y ópticas, también desempeñan un papel crucial. Los materiales con alta conductividad térmica, como el cobre y el aluminio, necesitan una mayor potencia láser o velocidades de corte más lentas para conseguir cortes eficaces. En cambio, los materiales con menor conductividad térmica, como el acero inoxidable, pueden cortarse a mayor velocidad con la misma potencia láser.

El grosor del material es otro factor importante. Los materiales más gruesos requieren más potencia láser para penetrar completamente, lo que obliga a reducir la velocidad de corte. Por ejemplo, cortar acero dulce de 1 mm de grosor podría requerir una potencia láser de 1 kW y una velocidad de corte de 20 metros por minuto, mientras que cortar acero dulce de 10 mm de grosor podría requerir 4 kW de potencia láser y una velocidad de corte reducida de 5 metros por minuto.

El tipo y la presión del gas auxiliar también influyen en el proceso de corte. El uso de oxígeno como gas auxiliar puede mejorar la reacción exotérmica, lo que permite velocidades de corte más rápidas en comparación con el uso de nitrógeno. Además, la calidad del haz láser afecta al tamaño del punto de enfoque y a la densidad de potencia, ya que una mayor calidad del haz permite un enfoque más preciso y una mayor densidad de potencia, lo que permite velocidades de corte más rápidas con una potencia láser determinada.

Aunque las velocidades de corte más altas pueden mejorar los índices de producción, pueden comprometer la calidad de los cantos. Las velocidades de corte más lentas ofrecen un mejor control y cortes de mayor calidad, pero reducen la eficiencia de la producción. Por tanto, es esencial equilibrar la potencia del láser y la velocidad de corte para lograr resultados óptimos, teniendo en cuenta las propiedades del material, el grosor y la calidad de corte deseada.

¿Cuáles son las mejores prácticas para optimizar la velocidad de corte por láser?

Optimizar la velocidad de corte por láser implica un cuidadoso equilibrio de varios parámetros para garantizar tanto la eficacia como la calidad. Estas son las mejores prácticas a tener en cuenta:

Ajuste la velocidad de corte en función del grosor del material y de la calidad de corte deseada. Las velocidades más rápidas pueden provocar cortes incompletos o bordes ásperos, mientras que las velocidades más lentas pueden garantizar cortes más limpios pero pueden reducir la productividad. Para materiales más gruesos, suelen ser necesarias velocidades más lentas para garantizar una penetración completa y minimizar defectos como marcas de quemaduras o formación de escoria.

Equilibre la potencia y la velocidad para evitar daños por calor y mantener la calidad del corte. Una mayor potencia láser permite velocidades de corte más rápidas, especialmente para materiales más gruesos o superficies más reflectantes, pero una menor potencia puede ser más adecuada para tareas delicadas que requieran gran precisión.

Asegúrese de que la posición de enfoque del rayo láser está calibrada con precisión respecto a la superficie del material para suministrar la máxima energía y evitar bordes de corte cónicos. Para materiales altamente conductores, colocar el punto focal ligeramente por encima de la superficie del material puede ayudar a gestionar la rápida disipación del calor.

Ajuste adecuadamente la frecuencia de los pulsos (tasa de repetición). Las frecuencias más altas pueden mejorar la suavidad de los cortes en materiales más finos al distribuir la energía de forma más uniforme, mientras que las frecuencias más bajas son más eficaces para materiales más gruesos al permitir un tiempo de enfriamiento suficiente entre pulsos.

Ajuste correctamente los parámetros del gas de asistencia. El tipo y la presión del gas de asistencia son cruciales. Se necesitan caudales de gas más altos para materiales más gruesos para eliminar eficazmente el metal fundido, mientras que los caudales más bajos son adecuados para materiales más finos para evitar la dispersión del baño de fusión. En el caso de materiales altamente conductores, como el cobre y el latón, se suele utilizar gas auxiliar nitrógeno para evitar la oxidación y conseguir bordes de corte limpios.

Realice ajustes específicos para cada material. Los distintos materiales responden de forma diferente a los parámetros de corte por láser. Los metales con alta conductividad térmica, como el cobre y el aluminio, requieren una mayor potencia pico, técnicas de conformación de impulsos y oscilación del haz para gestionar la disipación del calor y la formación de escoria. Para el acero inoxidable, es esencial un enfoque preciso y ajustes adecuados del ciclo de trabajo.

Gestione el ciclo de trabajo (el porcentaje de tiempo que el láser está activo). Un ciclo de trabajo más alto puede aumentar la velocidad de corte, pero puede provocar sobrecalentamiento y daños en el material. Los ajustes deben basarse en las propiedades del material para garantizar unos resultados óptimos.

Realice cortes de prueba en material de desecho antes de iniciar un proyecto para afinar los ajustes de potencia, la velocidad de corte y otros parámetros. Calibre periódicamente la posición de enfoque y otros ajustes para mantener un alto nivel de calidad de corte.

Tenga en cuenta el patrón de corte, ya que puede influir en cómo se utiliza la potencia del láser. Los patrones complejos pueden requerir velocidades más lentas o niveles de potencia ajustados para mantener la precisión sin comprometer la velocidad. La elección del patrón también puede afectar a la distribución del calor en el material, lo que repercute en la calidad final del corte.

Ajustando cuidadosamente estos parámetros y teniendo en cuenta las características específicas del material que se va a cortar, se puede optimizar la velocidad de corte por láser para conseguir resultados eficaces y de alta calidad.

¿Cómo influye la elección del gas en la velocidad y la calidad del corte por láser?

La elección del gas en el corte por láser influye significativamente tanto en la velocidad de corte como en la calidad del mismo. Los distintos gases se seleccionan en función del tipo de material que se va a cortar y del resultado deseado.

El oxígeno se utiliza habitualmente para cortar acero al carbono porque reacciona exotérmicamente con el material, lo que mejora el proceso de corte y permite velocidades de corte más rápidas. Sin embargo, esta reacción puede oxidar los bordes del corte, lo que puede resultar indeseable para determinadas aplicaciones.

Se prefiere el nitrógeno para cortar materiales como acero inoxidable, aluminio y cobre porque es un gas inerte que evita la oxidación, lo que da como resultado bordes limpios y precisos. Aunque el corte con nitrógeno suele requerir altas presiones de gas, puede alcanzar velocidades de corte más rápidas con un mayor aporte de energía en comparación con el oxígeno.

El argón se utiliza para cortar materiales como el titanio, donde el nitrógeno puede reaccionar y producir bordes de baja calidad. El argón evita la oxidación y la nitruración, pero es más caro que el nitrógeno. Para el corte de titanio de muy alta calidad, puede utilizarse una mezcla de argón/helio para conseguir velocidades de corte más rápidas y bordes muy limpios.

El aire comprimido es la opción más económica y es adecuado para una amplia gama de materiales, incluidos el aluminio y el acero inoxidable. Requiere una presión alta y un punto de rocío bajo para evitar la contaminación, pero puede introducir una oxidación mínima y es menos adecuado para características delicadas en materiales más finos.

En cuanto a la velocidad de corte, el oxígeno mejora el proceso de corte al reaccionar con el material, lo que generalmente se traduce en velocidades de corte más lentas debido a la reacción exotérmica. Sin embargo, permite que los sistemas de menor potencia corten materiales más gruesos con eficacia. El nitrógeno puede alcanzar velocidades de corte más rápidas debido a su naturaleza inerte y a la alta presión necesaria, que ayuda a eliminar eficazmente el material fundido de la zona de corte. Una mezcla de argón/helio permite velocidades de corte más rápidas para el titanio debido a las excelentes propiedades de transferencia de calor del helio.

La elección del gas también influye en la calidad del corte. El nitrógeno y el argón producen bordes limpios y sin óxido, lo que es crucial para una alta precisión y límites de tolerancia bajos. El oxígeno puede producir bordes oxidados, lo que puede resultar inaceptable en determinadas aplicaciones. El gas de asistencia ayuda a expulsar el material fundido del corte, evitando que se vuelva a depositar y garantizando unos bordes lisos. Una alta presión de gas es crítica para este propósito, especialmente con gases inertes como el nitrógeno y el argón. Una presión de gas adecuada garantiza que la superficie de corte no sea rugosa y que la hendidura no sea ancha, evitando la fusión parcial de la sección cortada.

La presión del gas es otro factor importante. Una presión insuficiente puede provocar la fusión durante el corte y reducir la eficacia de la producción, mientras que una presión demasiado alta puede dar lugar a una superficie de corte rugosa y una hendidura más ancha. La presión óptima del gas varía en función del grosor del material. Por ejemplo, al cortar acero al carbono, la presión debe disminuir al aumentar el grosor del material, mientras que para el acero inoxidable, la presión debe aumentar con el grosor.

En resumen, la elección del gas y su presión son fundamentales para lograr la velocidad y la calidad de corte deseadas. Cada gas tiene sus ventajas específicas y es adecuado para distintos materiales, y optimizar la presión del gas es esencial para mantener cortes de alta calidad.