Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser (500W-30kW)

Curioso sobre as capacidades do corte a laser? Neste guia completo, vamos mergulhar no mundo das velocidades e espessuras de corte a laser para vários metais. O nosso engenheiro mecânico especializado irá guiá-lo através de um gráfico detalhado, fornecendo informações valiosas e comparações entre diferentes potências de laser e materiais. Prepare-se para expandir os seus conhecimentos e descobrir o incrível potencial da tecnologia de corte a laser!

Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser

Índice

O corte a laser é um método altamente eficiente e preciso para cortar vários metais. A velocidade de corte e as capacidades de espessura de um cortador a laser dependem de vários factores, incluindo a potência do laser, o tipo de metal e a espessura do material. Este artigo fornece uma tabela abrangente de espessura e velocidade de corte a laser para lasers que variam de 500W a 30kW, abrangendo aço macio, aço inoxidável e alumínio.

Principais conclusões

  1. Os lasers de maior potência são mais eficazes para cortar materiais mais espessos, uma vez que a velocidade de corte aumenta com uma potência mais elevada.
  2. As propriedades do material influenciam significativamente o processo de corte a laser, com diferentes gamas de velocidade para o aço macio, o aço inoxidável e o alumínio.
  3. À medida que a espessura do material aumenta, há um retorno decrescente na velocidade de corte, independentemente da potência do laser.
Corte a laser

I. Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser

1. Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser (500W-30kW)

O gráfico seguinte apresenta as velocidades de corte (em metros por minuto) para aço macio (Q235A), aço inoxidável (201) e alumínio em várias espessuras, utilizando lasers de 500W a 12kW.

Unidade: m/min

Metais500W1000W15002000W3000W4000W6000W8000W10kW12kW
Espessuravelocidadevelocidadevelocidadevelocidadevelocidadevelocidadevelocidadevelocidadevelocidadevelocidade
Aço macio
(Q235A)
17.0-9.08.0-1015-2624-3030-4033-4235-4235-4235-4235-42
23.0-4.54.0-6.54.5-7.04.7-6.04.8-7.55.2-8.06.0-8.06.2-107.0-1210-13
31.8-3.02.4-3.02.6-4.03.0-4.83.3-5.03.5-5.53.8-6.54.0-7.04.2-7.54.5-8.0
41.3-1.52.0-2.42.5-3.02.8-3.53.0-4.23.1-4.83.5-5.03.5-5.53.5-5.53.5-5.5
50.9-1.11.5-2.02.0-2.52.2-3.02.6-3.52.7-3.63.3-4.23.3-4.53.3-4.53.3-4.8
60.6-0.91.4-1.61.6-2.21.8-2.62.3-3.22.5-3.42.8-4.03.0-4.23.0-4.23.0-4.2
80.8-1.21.0-1.41.2-1.81.8-2.62.0-3.02.2-3.22.5-3.52.5-3.52.5-3.5
100.6-1.00.8-1.11.1-1.31.2-2.01.5-2.01.8-2.52.2-2.72.2-2.72.2-2.7
120.5-0.80.7-1.00.9-1.21.0-1.61.2-1.81.2-2.01.2-2.11.2-2.11.2-2.1
140.5-0.70.7-0.80.9-1.40.9-1.21.5-1.81.7-1.91.7-1.91.7-1.9
160.6-0.70.7-1.00.8-1.00.8-1.50.9-1.70.9-1.70.9-1.7
180.4-0.60.6-0.80.65-0.90.65-0.90.65-0.90.65-0.90.65-0.9
200.5-0.80.6-0.90.6-0.90.6-0.90.6-0.90.6-0.9
220.4-0.60.5-0.80.5-0.80.5-0.80.5-0.80.5-0.8
250.3-0.50.3-0.50.3-0.70.3-0.70.3-0.7
Aço inoxidável
(201)
18.0-1318-2520-2724-3030-3532-4045-5550-6660-7570-85
22.4-5.07.0-128.0-139.0-1413-2116-2820-3530-4240-5550-66
30.6-0.81.8-2.53.0-5.04.0-6.56.0-107.0-1515-2420-3027-3833-45
41.2-1.31.5-2.43.0-4.54.0-6.05.0-8.010-1614-2118-2522-32
50.6-0.70.7-1.31.8-2.53.0-5.04.0-5.58.0-1212-1715-2218-25
60.7-1.01.2-2.02.0-4.02.5-4.56.0-9.08.0-14.012-1515-21
80.7-1.01.5-2.01.6-3.04.0-5.06.0-8.08.0-12.010-16
100.6-0.80.8-1.21.8-2.53.0-5.06.0-8.08.0-12
120.4-0.60.5-0.81.2-1.81.8-3.03.0-5.06.0-8.0
140.4-0.60.6-0.81.2-1.81.8-3.03.0-5.0
200.4-0.60.6-0.71.2-1.81.8-3.0
250.5-0.60.6-0.71.2-1.8
300.4-0.50.5-0.60.6-0.7
400.4-0.50.5-0.6
Alumínio14.0-5.56.0-1010-2015-2525-3835-4045-5550-6560-7570-85
20.7-1.52.8-3.65.0-7.07-1010-1813-2520-3025-3833-4538-50
30.7-1.52.0-4.04.0-6.06.5-8.07.0-1313-1820-3025-3530-40
41.0-1.52.0-3.03.5-5.04.0-5.510-1213-1821-3025-38
50.7-1.01.2-1.82.5-3.53.0-4.55.0-8.09.0-1213-2015-25
60.7-1.01.5-2.52.0-3.54.0-6.04.5-8.09.0-1213-18
80.6-0.80.7-1.00.9-1.62.0-3.04.0-6.04.5-8.09.0-12
100.4-0.70.6-1.51.0-2.02.2-3.04.0-6.04.5-8.0
120.3-0.450.4-0.60.8-1.41.5-2.02.2-3.04.0-6.0
160.3-0.40.6-0.81.0-1.61.5-2.02.2-3.0
200.5-0.70.7-1.01.0-1.61.5-2.0
250.5-0.70.7-1.01.0-1.6
350.5-0.70.7-1.0
Latão14.0-5.56.0-108.0-1310-1620-3525-3045-5555-6565-7575-85
20.5-1.02.8-3.63.0-4.54.5-7.56.0-108.0-1225-3030-4033-4538-50
30.5-1.01.5-2.52.5-4.04.0-6.05.0-6.512-1820-3025-4030-50
41.0-1.61.5-2.03.0-5.03.2-5.58.0-1010-1815-2425-33
50.5-0.70.9-1.21.5-2.02.0-3.04.5-6.07.0-9.09.0-1515-24
60.4-0.71.0-1.81.4-2.03.0-4.54.5-6.57.0-9.09.0-15
80.5-0.70.7-1.01.6-2.22.4-4.04.5-6.57.0-9.0
100.2-0.40.8-1.21.5-2.22.4-4.04.5-6.5
120.2-0.40.8-1.51.5-2.22.4-4.0
140.4-0.60.6-0.80.8-1.5

Nota:

Os dados da tabela de espessura e velocidade de corte a laser servem apenas de referência e podem variar consoante as configurações específicas da máquina e as condições de corte.

Vários factores podem afetar a velocidade de corte na tecnologia laser, como a fibra ótica, a qualidade do material, os gases, as lentes ópticas, os padrões de corte e outras condições específicas do local que requerem ajustes.

O diagrama mostra que a secção amarela representa o corte com azoto puro, enquanto a secção azul representa o corte com oxigénio puro.

É importante notar que corte a laser pode não ser eficiente quando se trabalha com materiais limitados, o que pode resultar em resultados não óptimos e dificultar o processamento contínuo.

Ao cortar materiais altamente anti-corrosivos, tais como cobre e alumínioPara que o processo seja bem sucedido, é necessário prestar especial atenção ao seu ajustamento.

Não se recomenda o processamento contínuo durante longos períodos de tempo para evitar possíveis danos.

Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser
Fig. Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser

2. Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser 750W

Potência750w
MaterialEspessura
(mm)
Velocidade
(m/min)
Pressão
(MPA)
Gás
Aço inoxidável0.5>211N2
112~18>1.1
23.6~4.2>1.5
31.2~1.8>1.8
40.78~1.2>2.0
Aço carbono112~181O2
24.2~5.40.6~0.8
33~3.90.25~0.4
41.8~2.40.15~0.2
51.2~1.80.15~0.2
60.9~1.20.10~0.15
80.72~1.840.10~0.15

3. Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser de 20kW

Unidade: m/min

MetalAço macioAço inoxidávelAlumínioLatão
Espessura
(mm)
O2O2MisturaArN2ArN2N2
(Foco positivo)(Foco negativo)(Mistura de gás/N2 Gerador)
17.0-10.0/30.0-80.030.0-80.030.0-80.030.0-80.030.0-80.030.0-80.0
25.0-7.0/30.0-50.030.0-50.030.0-50.030.0-50.030.0-50.030.0-50.0
34.5-6.0/25.0-40.025.0-40.025.0-40.025.0-40.025.0-40.025.0-45.0
43.5-3.9/25.0-35.025.0-35.025.0-35.025.0-35.025.0-35.020.0-35.0
53.2-3.5/20.0-28.020.0-28.020.0-28.020.0-28.020.0-28.014.0-24.0
62.9-3.2/18.0-28.018.0-28.018.0-28.018.0-28.018.0-28.012.0-20.0
82.5-2.73.2-3.813.0-16.013.0-16.013.0-16.013.0-18.013.0-18.08.0-13.0
101.9-2.23.2-3.68.0-10.08.0-10.08.0-10.08.0-11.09.0-12.06.0-9.0
121.8-2.13.1-3.57.0-8.07.0-8.07.0-8.07.0-8.55.0-7.54.0-6.0
141.6-1.83.0-3.45.5-6.55.5-6.55.5-6.55.5-7.04.5-5.53.5-4.5
161.5-1.73.0-3.34.0-5.04.0-5.04.0-5.04.0-5.32.5-4.53.0-4.0
181.5-1.63.0-3.33.0-3.8/3.0-3.83.0-4.02.0-3.52.5-3.5
201.3-1.52.6-3.22.6-3.2/2.6-3.32.6-3.61.5-2.01.5-2.5
22////1.6-2.61.6-2.81.2-1.8/
250.8-1.32.2-2.8//1.2-2.01.2-2.21.0-1.50.5-0.8
300.7-1.22.0-2.7//0.8-1.00.8-1.20.7-1.20.3-0.5
35////0.4-0.70.4-0.80.5-0.9/
400.8-1.11.0-1.3//0.3-0.60.3-0.70.3-0.5/
500.3-0.6///0.2-0.40.2-0.40.2-0.3/
600.2-0.5///0.2-0.3/0.1-0.2/
Nota: Os parâmetros de corte acima indicados são dados de teste de fábrica do equipamento, fornecidos apenas para referência.

4. Gráfico de espessura e velocidade de corte a laser de 30kW

Espessura
(mm)
MetalVelocidade de corte
(m/min)
Gás auxiliar
1Aço macio10.0-15.0/30.0-80.0O2/N2
26.0-8.0/30.0-50.0
35.0-6.0/30.0-40.0
43.5-3.9/25.0-35.0
53.2-3.5/22.0-30.0
62.9-3.2/18.0-22.0
82.5-3.7/14.0-18.0
102-3.6/12.0-14.0
121.8-3.3/10.0-12.0
161.4-3.2/6.0-8.0
201.3-2.8/4.0-5.5
251.1-2.2/2.5-3.5
301.0-1.7O2
400.7-0.9
500.3-0.4
600.15-0.2
1Aço inoxidável30.0-80.0N2
230.0-50.0
325.0-45.0
425.0-35.0
520.0-28.0
624.0-32.0
820.0-27.0
1016.0-22.0
1211.0-13.0
167.5-9.5
204.5-5.5
252.5-3.0
301.5-2.1
351.0-1.1
400.6-0.8
500.2-0.3
600.1-0.2
700.1-0.16
1Alumínio30.0-80.0N2
230.0-60.0
325.0-50.0
425.0-40.0
523.0-35.0
622.0-30.0
818.0-25.0
1010.0-14.0
125.8-8.5
163.5-8.0
182.5-6.5
202.0-4.0
221.5-3.0
251.0-2.0
300.8-1.5
350.6-1.2
400.5-1.0
500.4-0.6
600.3-0.4
1Latão30.0-80.0N2
230.0-50.0
325.0-45.0
424.0-35.0
517.0-24.0
612.0-20.0
89.0-15.0
106.0-10.0
123.7-6.5
162.4-3.3
201.1-2.4
250.7-1.6
300.55-0.9

Ver também:

II. Parâmetros para o corte a laser de aço inoxidável

Inoxidável material de aço espessuramm1234568
Diâmetro do feixe incidentemm19191919191919
Gás auxiliar de corteN2N2N2N2N2N2N2
Pressão do gás auxiliarbar8101315171820
Bocal de corte diâmetromm1.5222222.5
Posição do bocal de corte em relação ao materialmm110.80.80.880.8
Largura da costura de cortemm0.10.10.120.120.120.120.12
Distância focal da lentepolegada5555557.5
Posição do ponto focal-0.5-1-23-3.5-4.5-6
Piercing
Modo laserSPSPSPSPSPSPSP
Frequência laserHz200200200250250250250
Potência laserW6008008001100110013501350
Ciclo de trabalho%20252525252525
Tempo de atrasoSec220.51112
Posição focalmm-0.5-1-20000
Pressão de O2 auxiliarbar1112111
Furo pequeno
Modo laserSPSPSPCWCWCWCW
Frequência laserHz200750750
Potência laserW800120012001500150018002200
Ciclo de trabalho%255055
Taxa de alimentaçãomm/min50013001000900700800500
Furo grande
Modo laserCWCWCWCWCWCWCW
Potência laserW1200150015002200220022002200
Taxa de alimentaçãomm/min300025001800160013001000500
Corte
Modo laserCWCWCWCWCWCWCW
Potência laserW800110018001800180015001500
Taxa de alimentaçãomm/min15002000250013501100500-800275
Modo laserCWCWCWCWCWCWCW
Potência laserW1500180022002200220022001800
Taxa de alimentaçãomm/min400035002700160013001000350
Modo laserCWCWCW
Potência laserW180022002200
Taxa de alimentaçãomm/min56003750500
Modo laserCW
Potência laserW2200
Taxa de alimentaçãomm/min6000
  • CW - Onda Contínua
  • SP-Super Pulso
  • Impulso GP-Gated

Precauções:

Para o corte assistido por oxigénio, a espessura adicional e outros parâmetros do material estão relacionados com os parâmetros PRC.

Na velocidade de corte mais elevada, a qualidade do corte das arestas e a pressão do gás de corte dependem da composição da liga do material e da pureza do gás de corte.

Após a conclusão do corte com oxigénio, o oxigénio deve ser purificado; caso contrário, a mistura de oxigénio e azoto fará com que a aresta de corte fique azul ou castanha.

Ao cortar material com espessura ≥4mm, os parâmetros para cortar pequenos furos devem ser usados ao cortar furos φ1,5mm, com pressão de oxigénio a 4Bar (60Psi), ou a velocidade de corte inicial é 20~30% da velocidade de corte normal.

O corte de pequenos orifícios refere-se a orifícios com um diâmetro ≤5mm e uma espessura ≤3mm, ou uma espessura >3mm e um diâmetro de orifício não superior à espessura da placa.

O corte de grandes orifícios refere-se a orifícios com um diâmetro >5mm e uma espessura ≤3mm, ou uma espessura >3mm e um diâmetro de orifício maior do que a espessura da placa.

Métodos para aumentar a velocidade de corte a laser

Os métodos para aumentar a velocidade de corte a laser incluem principalmente os seguintes aspectos:

Ajustar a potência do laser: A magnitude da potência do laser tem um impacto direto na velocidade de corte, na largura da costura, na espessura do corte e na qualidade do corte. Uma potência laser adequada pode aumentar a eficiência do corte, mas é importante notar que a potência necessária depende das características do material e do mecanismo de corte. Por exemplo, ao cortar aço-carbono, a velocidade de corte pode ser aumentada alterando o tipo de gás de corte.

Otimização dos parâmetros de corte: As definições racionais de velocidade de corte, potência e corte a gás têm um impacto significativo na qualidade e eficiência do corte. Através da simulação de planos de corte, é possível determinar o percurso de corte ideal para evitar a repetição excessiva de cortes e percursos, aumentando assim a velocidade de corte.

Melhoria da estrutura da cabeça de corte: Escolher o gás de corte correto e melhorar a estrutura da cabeça de corte é também um dos métodos eficazes para aumentar a velocidade de corte.

Ajustamento dos parâmetros de corte em função das características do material: Diferentes materiais metálicos (como chapa de alumínio, aço inoxidável, aço carbono, chapa de cobre e materiais de liga, etc.) e a espessura do material afectarão a velocidade do corte a laser. Por conseguinte, é necessário ajustar os parâmetros de corte de acordo com as características específicas do material.

Melhorar o desempenho do equipamento: Aumentar a potência do gerador laser para atingir o valor ideal pode melhorar direta e eficazmente a velocidade de corte e o efeito de corte.

Ajustar o modo de feixe e a distância de focagem: Ao ajustar o modo do feixe e ao garantir uma alteração na velocidade de corte a laser dentro de um determinado intervalo, preste atenção ao ajuste da potência do laser, da velocidade de corte e da distância de focagem para obter o melhor efeito de corte.

Utilização de uma cabeça de corte laser de focagem automática: A utilização de uma cabeça de corte a laser de focagem automática pode melhorar a velocidade de focagem da máquina, evitando o desperdício de tempo causado pela focagem manual, aumentando assim indiretamente a velocidade de corte.

Que parâmetros de corte (tais como velocidade de corte, potência) são mais críticos para melhorar a eficiência de corte sob diferentes potências de laser?

Sob diferentes potências de laser, os parâmetros-chave para melhorar a eficiência de corte incluem a velocidade de corte, a potência do laser, o tamanho do foco e a profundidade do foco. Em primeiro lugar, a potência do laser é um dos factores importantes que afectam a velocidade e a eficiência do corte. Com o aumento da potência do laser, é possível obter uma velocidade de corte mais rápida, especialmente ao processar chapas de espessura média e baixa, o aumento da potência do laser pode melhorar significativamente a eficiência do corte.

Além disso, a posição correcta do foco é crucial para obter uma qualidade de corte estável e eficiente. Para além dos parâmetros acima referidos, a escolha e o fluxo dos gases auxiliares também têm um impacto significativo na eficiência do corte.

O oxigénio pode participar na combustão do metal e é adequado para o corte da maioria dos metais, enquanto os gases inertes e o ar são adequados para o corte de alguns metais. Isto sugere que, ao escolher os parâmetros de uma máquina de corte a laser, não só se deve ter em conta a potência do laser e as definições de focagem, como também a escolha e o fluxo dos gases auxiliares devem ser ajustados de acordo com as características e os requisitos do material a cortar.

Os principais parâmetros para melhorar a eficiência do corte a laser incluem a potência do laser, a velocidade de corte, o tamanho do foco, a profundidade do foco e a escolha e o fluxo dos gases auxiliares. Estes parâmetros têm de ser optimizados e ajustados de acordo com a tarefa de corte específica e as características do material.

Como otimizar o padrão do feixe e a distância de focagem para obter os melhores resultados de corte?

No processo de corte a laser, é crucial otimizar o padrão do feixe e a distância de focagem para obter o melhor efeito de corte. Inicialmente, a posição de foco apropriada deve ser escolhida com base em diferentes materiais e requisitos de corte. A posição do foco pode influenciar a finura da secção transversal do material cortado, o estado da escória no fundo e se o material pode ser cortado.

Por exemplo, em máquinas de corte por laser de fibraA menor fenda e a maior eficiência podem ser alcançadas quando o foco está na posição ideal. Além disso, quando o foco do raio laser é minimizado, o disparo pontual é utilizado para estabelecer efeitos iniciais e a posição do foco é determinada com base no tamanho do efeito do ponto de luz. Esta posição é o foco de processamento ótimo.

Para além do ajuste da posição de focagem, o padrão do feixe pode ser optimizado utilizando elementos ópticos difractivos multifocais. Estes componentes ópticos difractivos únicos podem separar o feixe no eixo de focagem, demonstrando efeitos de corte biselados melhorados. Além disso, um modelador de feixe é também uma ferramenta importante que pode melhorar os efeitos de corte ao provocar a difração da luz incidente através de um algoritmo de otimização.

Em operações práticas, é crucial definir corretamente a distância de focagem para o efeito de corte. As soluções incluem o ajuste da distância ideal do foco de corte, a utilização de pesos para aplanar o material e a utilização de uma régua de foco para verificar se a altura de cada área da mesa de trabalho é consistente. Além disso, a otimização da distância entre os pontos de processamento é um aspeto da melhoria da qualidade de corte. Por exemplo, quando a distância entre os pontos de processamento é de 1 μm, é possível obter uma melhor qualidade da rugosidade da secção transversal de processamento.

Ajustando com precisão a posição de focagem, optimizando o padrão do feixe utilizando componentes ópticos difractivos e modeladores de feixe, e prestando atenção às definições da distância de focagem e da distância do ponto de processamento, o padrão do feixe e a distância de focagem durante o corte a laser podem ser eficazmente optimizados para obter o melhor efeito de corte.

Conclusão

Compreender a relação entre a potência do laser, o tipo de material e a espessura é crucial para otimizar o processo de corte a laser. Ao consultar as tabelas de espessura e velocidade de corte a laser fornecidas neste artigo, os fabricantes podem selecionar a potência laser adequada e ajustar os parâmetros de corte para obter a eficiência e a qualidade de corte desejadas para as suas aplicações específicas.

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

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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