Dicas de especialistas para a escolha do foco de corte a laser

Antes de cortar qualquer folha, a distância entre o ponto focal do laser e o material a cortar deve ser corretamente ajustada.

Diferentes posições do ponto focal podem resultar em diferentes níveis de precisão na secção transversal do material cortado, bem como em diferenças na escória do fundo e até mesmo na incapacidade de cortar o material.

A escolha da posição do ponto focal para a máquina de corte a laser dependerá da peça de trabalho e do material a cortar.

Para fazer a escolha certa, é importante inspecionar o corte a laser máquina antes da sua utilização para garantir cortes de alta qualidade e um funcionamento correto da máquina.

Corte de foco positivo

O corte com foco positivo refere-se ao posicionamento do ponto focal acima do material que está a ser cortado, com o ponto focal localizado na parte superior da peça de trabalho.

Para o corte a oxigénio de aço-carbono, é preferível um foco positivo.

A largura de corte na parte inferior da peça de trabalho é maior do que na parte superior, o que ajuda a remover as escórias e permite que o oxigénio chegue à parte inferior da peça de trabalho para facilitar a oxidação total.

Dentro de uma determinada gama de focos, um ponto focal positivo maior leva a um tamanho de ponto maior na superfície da placa, o que resulta num melhor pré-aquecimento e suplementação de calor em torno do corte, e resulta numa superfície de corte mais suave e brilhante do aço carbono.

Para 10.000-laser em watts No corte por impulsos de chapas grossas de aço inoxidável, o corte por focalização positiva proporciona uma qualidade estável, o que é benéfico para a remoção de escórias e reduz o risco de luz azul inversa, como se mostra na Figura 1.

Fig. 1 O efeito de uma potência de 12000W corte a laser aço-carbono com um ponto focal positivo

Corte de foco negativo

O corte com foco negativo refere-se ao posicionamento do ponto focal dentro da peça de trabalho.

Neste modo, o ponto focal está mais afastado da superfície de corte, resultando numa largura de corte relativamente maior dentro da peça de trabalho em comparação com o corte de foco positivo. No entanto, é necessário um maior caudal de ar de corte e uma temperatura suficiente.

O corte com foco negativo é adequado para corte de aço inoxidávelresultando num padrão uniforme da superfície de corte e numa boa secção transversal.

Ao perfurar a placa antes do corte, é preferível um foco negativo para garantir um tamanho mínimo do ponto de perfuração e uma densidade máxima de energia.

Quanto mais profunda for a posição da perfuração, maior será o ponto de foco negativo, como mostra a Figura 2.

Fig. 2 O efeito de um laser de 6000W com foco negativo em aço inoxidável

Corte de foco zero

O corte com foco zero refere-se ao posicionamento do ponto focal na superfície da peça de trabalho. Neste caso, a superfície de corte perto do ponto focal é relativamente lisa, enquanto a superfície inferior longe do ponto focal parece áspera.

O corte de foco zero é utilizado principalmente no corte de chapas finas com lasers contínuos e no corte de camadas de folhas com lasers pulsados através da vaporização de potência de pico.

Fig. 3 Corte a laser de 2000W de chapas finas de aço carbono com foco zero

A Uma inspeção minuciosa permite um melhor corte

1) Limpeza da lente.

A lente da cabeça de corte de 10.000 watts é crucial para a máquina de corte a laser de 10.000 watts. A sua limpeza tem um impacto direto no desempenho de processamento da máquina e na qualidade do corte.

Se a lente estiver suja, pode não só afetar negativamente os resultados do corte, mas também causar danos nos componentes internos da cabeça de corte e da cabeça de saída do laser.

A realização de um controlo prévio antes do corte pode evitar danos graves.

O método de deteção da luz vermelha é apresentado no quadro 1.

Quadro 1 Método de deteção da luz vermelha

Bocal	Bico único acima de 2 mm	Limpar a lente	Lente suja
Métodos	1. A luz vermelha é indicada quando o laser está ligado;
	2. O papel branco está a cerca de 300 mm de distância do bocal da cabeça de corte para ver a luz vermelha;
	3. Se houver pontos negros ou objectos negros irregulares na luz vermelha, a lente está suja e tem de ser limpa antes de cortar e depurar.

2) Depuração coaxial.

A co-axialidade do orifício de saída do bocal e do feixe de laser é um fator crucial que tem impacto na qualidade do corte. As inconsistências causadas pelo desalinhamento do bocal e do feixe de laser podem resultar numa superfície de corte irregular. Em casos graves, o feixe de laser pode atingir o bocal, provocando o sobreaquecimento e a queima do bocal.

O método de depuração coaxial é apresentado no Quadro 2.

Quadro 2 Método de depuração coaxial

Bocal	Bocal 1,2 mm	Coaxial normal	Coaxial anormal
Ferramentas	Fitas adesivas	Três coaxiais
Métodos	1. Ajuste coaxial no ponto focal 0, de modo a que o laser se encontre no centro do bocal;
	2. Luz no ponto focal ±6mm;
	3. Se a focagem 0 e o ponto de luz de ±6mm estiverem no centro do bocal, é normal. Caso contrário, é necessário substituir a cabeça de corte ou o desvio do percurso da luz laser.

(3) Verificar a distribuição dos pontos.

A forma do ponto laser reflecte diretamente a distribuição da energia laser na direção lateral. O redondeza do ponto indica a uniformidade da distribuição de energia em diferentes direcções.

Um ponto altamente arredondado com distribuição uniforme de energia em todas as direcções pode garantir uma superfície de corte lisa e uma velocidade de corte consistente em todas as direcções, assegurando a qualidade dos produtos de corte.

O quadro 3 é o método de controlo da distribuição pontual.

Quadro 3 Método de depuração coaxial

Bocal	Bico único acima de 2 mm	Ponto de laser normal	Ponto de laser anormal
Ferramentas	Papel para laser preto
Métodos	1. O papel de ponto laser preto está a cerca de 300 mm de distância do bocal da cabeça de corte para fazer um ponto;
	2. Se existirem pontos negros no local, a objetiva está suja;
	3. Se o ponto não for redondo e o centro estiver deslocado, então o ponto de laser está mal distribuído

(4) Ensaio do intervalo de aquecimento do bico.

Um dos principais problemas com a utilização de lasers de 10.000 watts para cortar chapas grossas de aço-carbono é o sobreaquecimento do bocal. Para resolver este problema, é importante testar a temperatura do bocal para vários tamanhos de bocal e pontos focais com potência máxima de saída antes de iniciar o processo de corte.

Antes de efetuar os testes, é necessário alinhar a co-axialidade de modo a que o ponto de luz fique centrado na saída do bocal. Além disso, deve ser instalado um sistema de gás de arrefecimento para corte no bocal.

Método de ensaio:

Devem ser colocados baldes de ferro cheios com uma quantidade adequada de água por baixo da cabeça de corte.

O gás auxiliar (o tipo de gás e a pressão do ar devem ser ajustados com base nos requisitos específicos do corte) deve ser soprado primeiro e o laser deve ser operado na potência máxima durante 30 segundos para monitorizar quaisquer alterações na temperatura do bocal.

O tamanho do bico deve então ser alterado e o processo de teste repetido.

A geração de calor dos diferentes bicos deve ser registada e utilizada como referência para a configuração do processo de corte subsequente.

Se a temperatura do bocal não se mantiver dentro de um intervalo estreito, isso pode indicar um problema com a cabeça de corte, o bocal, a lente ou o laser, e deve ser efectuada uma resolução de problemas adicional antes de prosseguir com o passo seguinte na configuração do processo de corte.

Conclusão

A escolha entre utilizar um ponto focal positivo ou negativo para o corte a laser não depende do material metálico O método de corte utilizado é o método de oxidação ou o método de fusão.

Diferentes peças processadas pela máquina de corte a laser podem exigir diferentes padrões de focagem.

Ao considerar os diferentes efeitos do foco positivo e negativo no corte de aço inoxidável e aço carbono, e tendo em conta as suas necessidades individuais de processamento, os utilizadores podem selecionar o método de corte de foco adequado para utilizar plenamente os benefícios de desempenho da máquina de corte a laser.

No que diz respeito aos lasers de 15kW de diferentes marcas, estes têm geralmente resultados de corte e eficiência de processamento semelhantes, tanto para o aço-carbono como para o aço inoxidável.