Já se interrogou sobre a forma como se obtém a precisão no corte a laser? Este artigo explora os factores cruciais que influenciam a qualidade do corte a laser, tais como o estado do bocal, a posição do foco e a pressão do gás auxiliar. Ao compreender estes elementos, obterá informações sobre como otimizar os seus processos de corte a laser para obter resultados superiores. Mergulhe para descobrir os segredos por detrás de cortes perfeitos!
O corte a laser está intimamente relacionado com os seguintes factores:
① Estado do bocal
Diâmetro do bocal, integridade ou danos do bocal, altura do bocal, se está instalado no local
② Estado do anel cerâmico
O anel cerâmico está intacto ou danificado, e o estado de ligação entre o anel cerâmico e o anel de vedação.
③ Cabeça de corte, estado do percurso ótico
Se o espelho de colimação, o espelho de focagem ou o espelho de proteção estão poluídos e se o percurso ótico é coaxial com o bocal
④ Gás auxiliar
Pureza do gás auxiliar, caudal do gás auxiliar, pressão do gás auxiliar
⑤ Posição de focagem
⑥ Velocidade de corte
⑧ Qualidade da placa
Material da placa, deformação térmica da placa, qualidade da superfície da placa (ferrugem, matérias estranhas, etc.)
Entre os factores de influência do corte acima referidos, devemos prestar atenção a quatro deles:
As alterações de outros factores também afectam direta ou indiretamente estes quatro factores.
Apresentamos de seguida uma introdução pormenorizada.
O tipo de bocal, a abertura do bocal, a integridade do bocal, a altura do bocal (distância entre a saída do bocal e a superfície da peça de trabalho), etc., afectarão o efeito de corte.
Seleção do tipo de bocal e da abertura
Atualmente, os bicos usados dividem-se em bicos simples, bicos duplos e bicos curtos.
O único bocal de corte As aberturas são:
Φ0.8, Φ1.0, Φ1.5, Φ2.0, Φ2.5, Φ3.0, Φ3.5, Φ4.0;
As aberturas do bocal de corte duplo são:
Φ0.8, Φ1.0, Φ1.5, Φ2.0, Φ2.5, Φ3.0, Φ3.5, Φ4.0;
As aberturas dos bicos de corte curto são:
Φ3.0, Φ3.5, Φ4.0
Em princípio:
A placa fina adopta o bocal com uma pequena abertura, e a placa grossa adopta o bocal com uma abertura maior.
Corte de bicos pequenos:
A superfície de corte será mais fina; quando a placa grossa é cortada, a área de difusão de gás é pequena, pelo que não é estável quando utilizada.
Corte com bocal grande:
O bocal com uma pequena secção de corte é ligeiramente mais espesso; a área de difusão do gás é grande e o caudal de gás é lento, pelo que é estável durante o corte.
Comparação das aberturas dos bicos:
| Abertura do bocal | Caudal de gás | Capacidade de remoção de fundidos |
| pequeno | rápido | grande |
| grande | lento | pequeno |
Efeito da rutura do bico na qualidade do corte
Durante o processo de corte, quando o bocal colide ou esfrega contra a peça de trabalho, o bocal é facilmente deformado.
Quando a perfuração ocorre no furo ou na peça a cortar não pode ser cortadoO bocal tem tendência a derreter e a boca do bocal fica bloqueada, o que afectará a qualidade do corte.
Quando o bocal está deformado ou derretido, verificam-se os seguintes efeitos adversos:
1). O bocal e o feixe de laser estão em eixos diferentes
A coaxialidade do centro do orifício de saída do bocal e do feixe laser é um dos factores importantes que afectam a qualidade do corte.
Quanto mais espessa for a peça de trabalho, maior será o impacto.
Quando o bocal é deformado ou derretido, isso afectará diretamente a coaxialidade.
Por conseguinte, o bocal deve ser cuidadosamente armazenado e corretamente instalado para evitar choques e deformações.
Se for necessário alterar as condições no momento do corte devido ao mau estado do bico, é melhor substituí-lo por um novo bico.
2). Quando o gás auxiliar é soprado para fora do bocal, a quantidade de gás não é uniforme, e há um fenómeno em que um lado é derretido ou queimado, e o outro lado não.
Ao cortar uma placa fina de 3 mm ou menos, a sua influência é pequena; ao cortar mais de 3 mm, o efeito é grave e, por vezes, não pode ser cortada.
3)Impacto nos cantos afiados
Quando a peça de trabalho tem um canto agudo ou um pequeno ângulo, é provável que ocorra uma fusão excessiva; as chapas grossas podem não ser cortadas.
4). Efeito sobre a perfuração
A perfuração é instável, o tempo não é fácil de controlar, a placa grossa será derretida em excesso, e a condição de penetração é difícil de compreender, e a influência na placa fina é pequena.
O efeito da distância entre o bocal e a peça de trabalho na qualidade do corte (a distância é a distância entre a saída do bocal e a superfície da peça de trabalho).
O afastamento tem um grande efeito na qualidade do corte, que é frequentemente negligenciado durante o processo de corte.
Quando o corte é efectuado normalmente, a altura da placa de pressão deve ser geralmente de 0,8 mm a 1,2 mm.
Um nível demasiado baixo fará com que o bico colida facilmente com a superfície da peça de trabalho;
Um valor demasiado elevado provocará a dispersão do fluxo de ar do bocal, resultando numa alteração da concentração e da pressão do gás auxiliar, o que conduzirá a uma diminuição da qualidade do corte.
A alteração da altura do bico (para cima ou para baixo) também provoca uma alteração da posição do foco (para cima ou para baixo) que afecta a qualidade do corte.
Os principais factores que afectam a altura de seguimento:
Durante o processo de corte, quando a cabeça de corte colide com a peça de trabalho levantada, é fácil fazer com que o anel de cerâmica se parta ou pulverize.
Quando o anel de cerâmica está rachado, o gás auxiliar vaza facilmente, resultando num fluxo insuficiente de gás auxiliar e afectando a qualidade do corte.
Quando o anel de cerâmica se parte, o operador deve substituir atempadamente o novo anel de cerâmica.
Durante o processo de substituição, deve ter-se o cuidado de assegurar que o anel de vedação entre o anel de cerâmica e a cabeça de corte seja pressionado e compactado.
Não o perca, caso contrário, poderá facilmente provocar fugas de gás auxiliar e afetar a qualidade do corte.
Os principais componentes da cabeça de corte são os espelhos de colimação, os espelhos de focagem e os espelhos de proteção.
Qualquer contaminação da lente pode afetar o caminho da luzo que afecta a qualidade do corte.
Os diferentes eixos do laser e do bocal são também problemas de transmissão do caminho ótico, o que também pode levar a falhas de corte.
Principalmente nos seguintes aspectos:
Ao cortar diferentes materiais, a posição do foco precisa de ser ajustada de acordo com os diferentes requisitos do processo de corte.
A direção da posição do ponto excêntrico deve ser distinguida quando é dado um parâmetro de posição de focagem.
Definimos a posição do foco como 0 na superfície superior da folha.
O foco é negativo abaixo da superfície superior da folha e positivo acima da superfície superior da folha.
Como mostrado abaixo:
Seleção da posição de focagem
A posição de focagem é um dos quatro elementos do processo de corte.
Por conseguinte, é necessário determinar se a posição do foco é ajustada corretamente de acordo com diferentes placas e parâmetros do processo de referência antes de cada corte.
Os principais factores que afectam a posição do foco são:
Efeito das espécies de gases auxiliares no processo de corte
Ao selecionar o tipo e a pressão do gás auxiliar de corte, devem ser considerados os seguintes aspectos:
Efeito da pureza do gás auxiliar na qualidade dos produtos cortados
(1) o efeito da pureza insuficiente do gás ao cortar aço-carbono com oxigénio:
(2) o efeito da pureza insuficiente do gás quando corte de aço inoxidável, chapa de alumínio, latão, etc. com azoto:
Efeito da pressão do gás auxiliar na qualidade do corte
(1) O gás ajuda a dissipar o calor e auxilia a combustão, e sopra a superfície derretida, de modo a que a superfície cortada seja de melhor qualidade.
(2) O efeito no corte quando a pressão do gás é insuficiente:
(3) A influência na qualidade do corte quando a pressão do gás é demasiado elevada.
Efeito do gás auxiliar na perfuração
(1) Quando a pressão do gás é demasiado baixa, não é fácil cortar e o tempo aumenta.
(2) Quando a pressão do gás é muito alta, o buraco é explodido, fazendo com que o ponto de penetração derreta e forme um grande ponto de fusão.
Por conseguinte, geralmente para as chapas de aço-carbono, a pressão da perfuração da chapa fina é mais elevada e a pressão da chapa grossa é mais baixa.
Quando a placa espessa é perfurada, a pressão do gás e a relação de ar devem ser adequadamente reduzidas quando o orifício é rebentado e o tempo de perfuração é prolongado.
Factores que afectam o gás auxiliar:
Quando a pureza do gás auxiliar é baixa, a pressão do gás correspondente deve ser aumentada, e vice-versa.
A uma dada pressão, quanto menor for o tamanho dos poros, menor será o caudal; quanto maior for o tamanho dos poros, maior será o caudal.
O tamanho do fluxo afecta o efeito de corte e a capacidade de remover a fusão.
Quanto mais alto o bocal estiver da placa, mais disperso será o fluxo de ar; quanto mais baixa a placa, mais concentrado será o fluxo de ar.
A quantidade de fluxo afecta o efeito de corte e a capacidade de remover a fusão.
Se a saída de ar do bocal estiver danificada, o fluxo de ar que sai será irregular, o que afecta diretamente a capacidade de corte.
Os danos nos anéis e vedantes de cerâmica podem provocar fugas de gás, o que, por sua vez, afecta a pressão e o fluxo de ar.
A velocidade é demasiado rápida, pelo que o gás auxiliar não consegue remover eficazmente a massa fundida e, em seguida, fica pendurado na escória ou não consegue cortar.
Se houver uma perda de potência do laser, é normalmente necessária mais pressão para remover a fusão.
Se a focagem não for correcta, a energia do laser na placa é incerta.
Pode compreender-se que, se a energia for demasiado elevada, a pressão do ar deve ser reduzida; se a energia for reduzida, a pressão do ar deve ser superior.
Se a qualidade da folha não for boa, isso afectará diretamente o corte;
Se a superfície da chapa tiver ferrugem, etc., o que não favorece a combustão do oxigénio e a remoção da massa fundida.
O efeito de uma velocidade de corte demasiado rápida
(1) Pode provocar um fenómeno de descolamento e de pulverização inversa, ver a figura abaixo.
(2) Algumas áreas podem ser cortadas, mas outras não podem ser cortadas.
(3) Toda a face da extremidade é mais espessa, mas não é gerada fusão.
(4) A secção de corte é mostrada como um grão transversal e a metade inferior é fundida.
Em geral, a velocidade de corte é demasiado rápida, a pressão do gás é baixa, a potência é baixa e, como resultado, o corte é insuficiente.
O efeito da velocidade de avanço é demasiado lento
(1) A condição de derretimento excessivo é causada, e a face final do corte é áspera.
(2) A fenda também será alargada e derretida quando o canto afiado for cortado.
(3) Afetar a eficiência do corte.
Em geral, a velocidade de corte é demasiado lenta, a pressão do ar é demasiado elevada e a potência é demasiado grande, o que provoca o fenómeno de fusão excessiva do corte.
Seleção adequada da taxa de alimentação
A partir da faísca de corte, é possível determinar se a taxa de avanço pode ser aumentada ou diminuída; quando a velocidade de corte correcta é definida, a faísca espalha-se de cima para baixo.
Se a faísca estiver inclinada, a velocidade de avanço é demasiado rápida, o gás auxiliar não é completamente soprado para longe da escória e a cabeça de corte avançou.
As faíscas não são difusas e são menores, e quando são condensadas, a velocidade é demasiado lenta, e o gás auxiliar é excessivamente soprado, pelo que a secção da peça de trabalho é facilmente áspera.
Ajustando a velocidade de avanço adequada, a superfície de corte apresenta uma linha mais suave e não há fusão na parte inferior.
A) poluição das lentes
B) a posição de focagem está incorrecta
C) Existem manchas de ferrugem e manchas de óleo na superfície da placa:
A maioria dos metais ferrosos e não metálico os metais podem ser cortados com um laser.
Cada material tem a sua própria resposta ao laser (comprimento de onda 1.080u).
A adequação de um material ao corte a laser depende da interação do material com o comprimento de onda e a energia do laser.
Têm diferentes capacidades de corte, velocidade de corte e qualidade.
Em geral, os elementos que afectam a capacidade de corte a laser do material são
O tratamento da superfície do material, como alumínio-zinco, chapeamento, revestimento, ferrugem, coloração, pintura e revestimentos de proteção, tem normalmente um impacto negativo no corte a laser.
Existem pontos de ferrugem na superfície da folha (parte da frente) e os pontos de ferrugem não estão cortados (parte de trás)
No caso de placas com manchas bordadas e manchas de óleo na superfície, estas devem ser primeiro processadas e depois cortadas.
Se não puder ser completamente limpa, considere reduzir a velocidade de corte, aumentar a pressão de ar auxiliar e aumentar a potência para evitar que a folha não possa ser cortada.
O corte a laser tem o fenómeno de absorção de calor e difusão térmica, e a temperatura do material tem uma influência não negligenciável na qualidade do corte a laser.
Em geral, quando a temperatura do material excede os 90 °C, terá um efeito adverso no corte a laser (fácil de explodir e de fundir excessivamente).
A fim de reduzir o efeito adverso das mudanças de temperatura no corte, o método de corte por saltos pode ser geralmente utilizado.
O chamado corte por saltos consiste em cortar um contorno numa pequena área e saltar para outras áreas para continuar a cortar, de modo a que o material de processamento não seja aquecido demasiado numa pequena área.
O arranque e a paragem da máquina e a mudança de direção do movimento afectarão a estabilidade da qualidade do corte.
É muito necessário acrescentar um corte de chumbo no corte atual.
Os métodos e o âmbito de aplicação são apresentados no quadro seguinte:
| Modo de avanço | Âmbito de aplicação |
| Linha reta ângulo reto | Folha de 0,5-3mm |
| Linha reta com arco de avanço | 4-6mm |
| Cabo reto tangente | 8-16 mm |
O comprimento recomendado para o cabo é o seguinte:
| Espessura da folha (mm) | Diâmetro redondo (d, mm) | Comprimento do cabo (a,mm) |
| 1-6 | d<10 | A partir do centro do círculo |
| d>10 | 5 | |
| 8-12 | d<20 | A partir do centro do círculo |
| d>20 | 10 | |
| 15-20 | d<30 | A partir do centro do círculo |
| d>30 | 15 |
Ao cortar aço-carbono espesso (maior ou igual a 6 mm), é necessário alongar o avanço para evitar que a escória gerada pelo jato de areia afecte o corte.
Processo de corte com ângulo agudo
Causas de queimaduras angulares agudas
Quando o ângulo agudo é cortado, o eixo da máquina move-se através de um processo de desaceleração e aceleração, e a velocidade muda, enquanto a potência de saída do laser permanece inalterada.
A energia laser concentrada nos cantos é duas vezes maior do que a da linha de corte.
Os cantos queimar-se-ão devido ao calor excessivo.
Técnica de processamento de ângulo agudo
No processo de corte a laserTente evitar mudanças bruscas de velocidade e de direção, uma vez que isso conduzirá facilmente a um sobreaquecimento local da peça de trabalho, afectando assim a qualidade do corte.
Os ângulos agudos têm geralmente os seguintes métodos de processamento:
1) Transição com um arco de círculo
Se não existirem requisitos especiais para o ângulo agudo, é geralmente possível utilizar o pequeno arco R1-2mm para efetuar a transição.
As alterações na velocidade e direção de corte são efetivamente amortecidas.
Como mostrado abaixo:
2) Transição de contorno fechado em excesso
Como se pode ver na figura, este procedimento acrescenta um caminho fechado de sobrecorte no canto como procedimento adicional, de modo a que a velocidade e a direção de corte não sejam alteradas abruptamente nos cantos, de modo a uniformizar o calor em toda a parte e, por conseguinte, a cortar o ângulo agudo com clareza arestas vivas.
Agora já conhece os 9 factores que afectam a qualidade do corte a laser e o método para melhorar a qualidade do corte a laser.
Para mais informações sobre o controlo de qualidade do corte a laser, consulte este artigo: Controlo de qualidade do corte a laser (com soluções comprovadas)
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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