Como é que diferentes gases podem afetar a eficiência do corte a laser? Este artigo explora o desempenho do ar, oxigénio e azoto como gases de corte, comparando os seus efeitos em vários metais. Irá descobrir qual o gás que oferece a melhor velocidade, qualidade e relação custo-eficácia para aplicações específicas. Ao compreender estas diferenças, pode otimizar o seu processo de corte a laser para melhorar os resultados de produção e reduzir os custos.
O ar, o "gás da vida" vital que respiramos diariamente, é composto por 78% de azoto, 21% de oxigénio, 0,94% de gases raros (como o hélio, o néon, o árgon, o crípton e o xénon), 0,03% de dióxido de carbono e 0,03% de outras substâncias (como o vapor de água e as impurezas).
Agora, vamos aprofundar as vantagens do corte a ar no processo de corte a laser.
O princípio de corte do ar é, na verdade, semelhante ao do azoto. Utiliza energia laser para fundir o metal e alta pressão para soprar o material fundido. Durante o processo, algumas substâncias metálicas podem oxidar ou queimar, deixando óxidos metálicos na superfície de corte, como a alumina sólida cinzenta (Al2O3), óxido de ferro preto sólido e preto (Fe3O4), e óxido de cobre (CuO).
O ar, que está naturalmente presente na atmosfera, pode ser comprimido num tanque de armazenamento de ar, filtrado, arrefecido e seco para remover qualquer água e óleo, tornando-o utilizável para o corte. O teor de oxigénio do ar 21% pode compensar parcialmente a falta de oxigénio e azoto.
Em teoria, o ar pode cortar qualquer material metálico que possa ser fundido por energia laser.
Corte a ar experiência de eficiência e efeito
Avaliação do desempenho de corte em chapas de aço inoxidável, aço carbono e ligas de alumínio utilizando uma máquina de 6kW corte a laser máquina com ar e azoto/oxigénio como gases de corte.
Experiência 1: comparação entre o azoto e o ar corte de aço inoxidável
⊙ Comparação do efeito da secção de corte de azoto e ar
⊙ Comparação da velocidade de corte do azoto e do ar
Análise do efeito:
A figura acima apresenta os resultados do corte de aço inoxidável de 10 mm a 4 mm, por esta ordem.
Em comparação com o corte com azoto, a secção cortada com ar parece mais escura, mas não há escória presente. Após o polimento, a secção cortada também pode ter um aspeto mais brilhante.
Em termos de velocidade, o corte de aço inoxidável com ar é ligeiramente mais rápido do que com azoto, mas a diferença não é significativa.
Experiência 2: comparação do corte de aço-carbono com oxigénio e com ar
⊙ Comparação dos efeitos da secção de corte com oxigénio e ar
⊙ Comparação da velocidade de corte do ar e do oxigénio
Análise do efeito:
A figura acima mostra os resultados do corte de aço carbono de 10mm a 3mm, por esta ordem.
Em comparação com o corte com oxigénio, o aço-carbono de 8 mm tem resíduos de escória ligeiros e o aço-carbono de 10 mm tem resíduos de escória mais graves.
Por conseguinte, o corte a ar comprimido não é recomendado para cortar chapas de aço-carbono com espessura superior a 10 mm.
Experiência 3: comparação do azoto e do ar corte de alumínio liga
⊙ Comparação do efeito da secção de corte de azoto e ar
⊙ Comparação da velocidade de corte do azoto e do ar
Análise do efeito:
A figura acima apresenta os resultados do corte de 10mm a 3mm placas de alumínio, por esta ordem.
Em comparação com o corte por nitrogénio, o corte por ar resulta numa secção mais fina e em menos resíduos de escória.
Em termos de velocidade, o corte de placas de alumínio com ar é ligeiramente mais rápido do que com azoto, mas a diferença não é significativa.
Foram realizadas experiências para comparar o desempenho e a eficiência do corte com ar e com azoto/oxigénio em placas de vários materiais e espessuras.
Com base numa avaliação abrangente, para requisitos relativamente flexíveis, o corte a ar é uma opção económica. A utilização do ar como gás auxiliar de corte também pode reduzir significativamente os custos de produção.
Mas há que ter em conta que:
Quando se utiliza ar comprimido para o corte, é crucial assegurar que o ar é tratado por um secador a frio para atingir um ponto de orvalho de pressão de 3-8°C e ser submetido a um desengorduramento em várias fases. O ar deve ter um teor de óleo líquido de 0,003 ppm e um teor de óleo vaporizado de 0,003 ppm, o que exige a utilização de um filtro especificamente concebido para remover o óleo gasoso.
A manutenção regular do compressor de ar, do secador a frio e do filtro é necessária para manter a secura do ar comprimido com baixo teor de óleo. Contaminantes como a água e o óleo no ar podem poluir rapidamente o gasoduto e causar nevoeiro na lente de proteção, afectando a qualidade do corte. Negligenciar a substituição atempada do espelho de proteção também pode provocar danos no grupo de espelhos interno, uma vez que o feixe de alta potência pode provocar o aumento da temperatura interna da cabeça de corte.
Para encontrar a solução de corte mais económica que melhor satisfaça as necessidades de corte actuais, a eficiência, o custo e o efeito do corte devem ser tidos em consideração no processo de produção, conduzindo a um resultado de produção de maior qualidade.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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