Já se perguntou como é que os lasers podem cortar metal como uma faca quente na manteiga? Este artigo mergulha no fascinante mundo do corte a laser, centrando-se no papel crucial da posição do foco. Descubra como o ajuste deste fator-chave pode mudar tudo, desde a precisão dos cortes até à qualidade do produto final. Prepare-se para aprender os segredos por detrás da obtenção de cortes sempre perfeitos!
O corte a laser é uma aplicação importante dos lasers, em que o feixe de laser é focado na superfície do material utilizando uma lente de focagem para fundir o material.
Simultaneamente, o material fundido é soprado por gás comprimido coaxial ao feixe de laser. O feixe de laser e o material são deslocados um em relação ao outro ao longo de uma determinada trajetória, formando assim uma forma específica de corte.
O processo de corte a laser é conseguido através da cooperação entre o mecanismo de movimento, o sistema de controlo, a fonte de laser e a cabeça de laser. Por conseguinte, os factores que influenciam o efeito de corte têm origem principalmente nestas quatro partes.
Os principais factores que afectam o efeito de corte incluem a distribuição da energia do feixe, potência do laserdiâmetro do foco, posição do foco, velocidade de corte, diâmetro do bocal, etc.
Entre estes factores, a posição de focagem é a mais influente. Alterar a posição do foco é equivalente a alterar o diâmetro do feixe incidente na superfície da placa e o ângulo de incidência no interior da placa. Isto pode afetar a formação do corte, a reflexão do feixe no interior do corte e, subsequentemente, a largura do corte.
A largura do corte pode afetar quase todos os efeitos do corte, como a rugosidade da superfície de corte e o estado de aderência da escória no fundo.
A posição do foco (Z) refere-se à distância entre o foco e a superfície superior do material a ser cortado.
Normalmente, o foco na superfície da placa é designado por foco zero, enquanto o foco localizado acima da placa é designado por foco positivo e o foco localizado abaixo é designado por foco negativo.
Apresenta-se de seguida um diagrama esquemático:
A figura seguinte mostra a relação de variação entre a posição do foco (Z) e a largura (W) da parte superior da costura de corte do material de processamento.
Quando o foco está na superfície da placa, a largura do corte é a mais estreita.
Quando a posição de focagem muda, quer seja positiva ou negativa desfocagemA largura do corte será maior.
O grau de alargamento da largura do corte varia consoante a distância focal da lente da cabeça de corte e a profundidade focal. Em geral, quanto mais curta for a distância focal e mais pequena for a profundidade focal, maior será a variação da largura do corte com a posição focal.
Antes de cortar qualquer material, é necessário ajustar a distância entre o foco e o material.
Normalmente, a escolha da posição de focagem varia consoante o tipo de material a cortar, pelo que é crucial seleccioná-la adequadamente.
Quando o foco é posicionado acima do material de corte, o feixe de luz irá espalhar-se e difundir-se na costura de corte depois de atingir a superfície do material. Isto fará com que a parte inferior do corte seja maior do que a parte superior.
Este tipo de foco é adequado para o corte oxidativo, como o corte com oxigénio do aço carbono, uma vez que permite que o oxigénio chegue ao fundo da peça e participe numa reação de oxidação suficiente. Além disso, o corte maior na parte inferior também ajuda a remover a escória.
Para o corte a oxigénio do aço-carbono, uma maior desfocagem positiva dentro de um determinado intervalo resultará num maior tamanho do ponto na superfície do material, bem como numa superfície de corte mais brilhante e suave. No entanto, para além de um determinado intervalo, a energia da parte inferior pode não ser suficiente, o que pode resultar num corte impermeável ou em escórias penduradas no fundo.
Laser de 2KW - foco positivo corte de aço carbono de 15mm com oxigénio
O corte com foco negativo envolve o posicionamento do foco no interior da placa, assegurando assim que a parte inferior do corte tenha densidade de energia suficiente.
O corte é mais largo na parte superior e mais estreito na parte inferior, com a parte superior a registar uma maior amplitude de corte, o que melhora a fluidez da fusão. No entanto, a parte inferior tem uma largura de corte mais pequena e requer um maior fluxo de ar.
A desfocagem negativa é normalmente utilizada quando corte com ar ou azoto.
Laser de 6kW - foco negativo corte de aço inoxidável de 10mm com nitrogénio
Durante o corte de foco zero, o menor tamanho de ponto pode ser obtido na superfície da placa. Isto resulta num intervalo de fusão relativamente estreito e num corte mais pequeno, tornando-o adequado para o corte de alta precisão de materiais finos.
Laser de 2KW - foco zero corte de latão de 1mm com nitrogénio
Características de corte e âmbito de aplicação de diferentes posições de focagem
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Posição de focagem | Características de corte |
Âmbito de aplicação |
 Foco positivo | A fenda na parte inferior da placa é maior do que a da parte superior, o que ajuda a parte inferior a participar na reação de oxidação total e na descarga de escórias. | Corte por oxigénio de aço-carbono |
 Foco negativo | O foco está no interior da placa, e a costura de corte da parte superior da placa é maior, o que garante que a parte inferior tem densidade de energia suficiente. | Corte com nitrogénio/ar de aço inoxidável, aço carbono, aço galvanizado, alumínio e cobre |
 Foco zero | A fenda é a mais estreita e a precisão de maquinagem é elevada | Corte de chapa/folha
Corte de precisão |
Nos últimos anos, a gama de potência dos lasers de fibra tem vindo a aumentar anualmente, e aplicações de corte a laser mudaram de quilowatts para 10.000 watts.
A nossa fábrica de lasers tem vindo a explorar continuamente a aplicação de lasers de alta potência e desenvolveu uma saída laser HBF (modo plano de alto brilho) única. Esta saída garante uma excelente qualidade de corte para chapas grossas, ao mesmo tempo que tem em conta a necessidade de um corte fino eficiente. corte de chapa.
Foco positivo no corte de aço macio com oxigénio
Foco negativo em corte de aço inoxidável com oxigénio
Nas aplicações de corte reais, é necessário selecionar a posição de focagem adequada de acordo com os requisitos de corte específicos.
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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