9 fatores-chave que afetam a qualidade do corte a laser

9 fatores-chave que afetam a qualidade do corte a laser

O corte a laser está intimamente relacionado aos seguintes fatores:

① Status do bico

Diâmetro do bico, integridade ou dano do bico, altura do bico, se instalado no lugar

② Estado do anel cerâmico

O anel cerâmico está intacto ou danificado e o estado da conexão entre o anel cerâmico e o anel de vedação.

③ Cabeça de corte, status do caminho óptico

Se o espelho de colimação, o espelho de foco ou o espelho de proteção estão poluídos e se o caminho óptico é coaxial com o bico

④ Gás auxiliar

Pureza do gás auxiliar, fluxo de gás auxiliar, pressão do gás auxiliar

⑤ Posição de foco

⑥ Velocidade de corte

⑦ Potência do laser

⑧ Qualidade da placa

Material da placa, deformação térmica da placa, qualidade da superfície da placa (ferrugem, corpos estranhos, etc.)

Entre os fatores de influência de corte acima, devemos prestar atenção a quatro deles:

  • Velocidade de corte
  • Potência laser
  • Posição de foco
  • Pressão de gás auxiliar

Mudanças em outros fatores também afetam direta ou indiretamente esses quatro fatores.

Daremos uma introdução detalhada abaixo.

Efeito do bico na qualidade do corte a laser

O tipo de bico, abertura do bico, integridade do bico, altura do bico (distância entre a saída do bico e a superfície da peça), etc., afetarão o efeito de corte.

Tipo de bico e seleção de abertura

Atualmente, os bicos usados ​​são divididos em bicos simples, bicos duplos e bicos curtos.

As aberturas do bico de corte único são:

Φ0,8, Φ1,0, Φ1,5, Φ2,0, Φ2,5, Φ3,0, Φ3,5, Φ4,0;

As aberturas do bico de corte duplo são:

Φ0,8, Φ1,0, Φ1,5, Φ2,0, Φ2,5, Φ3,0, Φ3,5, Φ4,0;

As aberturas do bocal de atalho são:

Φ3,0, Φ3,5, Φ4,0

Tipos de bico

Em princípio:

A placa fina adota o bico com abertura pequena e a placa grossa adota o bico com abertura maior.

Corte de bico pequeno:

A superfície de corte será mais fina; quando a placa grossa é cortada, a área de difusão do gás é pequena, por isso não é estável quando usada.

Corte de bico grande:

O bico com seção de corte pequena é um pouco mais grosso; a área de difusão do gás é grande e a taxa de fluxo do gás é lenta, por isso é estável durante o corte.

Comparação das aberturas dos bicos:

Abertura do bico Fluxo de gás Capacidade de remoção de fundido
pequeno rápido grande
grande lento pequeno

Efeito da quebra do bico na qualidade do corte

Durante o processo de corte, quando o bico colide ou esfrega contra a peça de trabalho, o bico é facilmente deformado.

Quando a perfuração ocorre no furo ou a peça de corte não pode ser cortada, o bico pode derreter e a boca do bico fica bloqueada, o que afetará a qualidade do corte.

Efeito da quebra do bico na qualidade do corte

Bico danificado afeta a qualidade do corte

Quando o bico estiver deformado ou derretido, ocorrerão os seguintes efeitos adversos:

1). O bico e o feixe de laser estão em eixos diferentes

O bico e o feixe de laser estão em eixos diferentes

A coaxialidade do centro do orifício de saída do bico e do feixe de laser é um dos fatores importantes que afetam a qualidade do corte.

Quanto mais espessa for a peça de trabalho, maior será o impacto.

Quando o bico estiver deformado ou derretido, isso afetará diretamente a coaxialidade.

Portanto, o bico deve ser cuidadosamente armazenado e instalado corretamente para evitar solavancos e evitar deformações.

Caso seja necessário alterar as condições no momento do corte devido ao mau estado do bico, é melhor substituí-lo por um novo.

2). Quando o gás auxiliar é expelido do bico, a quantidade de gás não é uniforme e ocorre um fenômeno em que um lado derrete ou queima e o outro lado não.

Ao cortar uma chapa fina de 3mm ou menos, sua influência é pequena; ao cortar mais de 3 mm, o efeito é grave e às vezes não pode ser cortado.

Ejeção de gás auxiliar irregular

3)Impacto em cantos vivos

Quando a peça de trabalho tem um canto agudo ou um ângulo pequeno, é provável que ocorra fusão excessiva; placas grossas não podem ser cortadas.

4). Efeito na perfuração

A perfuração é instável, o tempo não é fácil de controlar, a placa espessa derreterá demais e a condição de penetração é difícil de compreender e a influência na placa fina é pequena.

O efeito do afastamento do bico e da peça de trabalho na qualidade do corte (o afastamento é a distância entre a saída do bico e a superfície da peça).

O afastamento tem um grande efeito na qualidade do corte, que muitas vezes é esquecido durante o processo de corte.

afastar-se

Ao cortar normalmente, a altura do seguidor geralmente deve ser de 0,8 mm a 1,2 mm.

Muito baixo fará com que o bico colida facilmente com a superfície da peça de trabalho;

Muito alto fará com que o fluxo de ar do bico se disperse, resultando em uma alteração na concentração e na pressão do gás auxiliar e, em seguida, levando a uma queda na qualidade do corte.

A mudança na altura do bico (para cima ou para baixo) também provoca uma mudança na posição do foco (para cima ou para baixo) que afeta a qualidade do corte.

Os principais fatores que afetam a altura do acompanhamento:

  • A superfície do bocal detecta materiais estranhos metálicos na superfície da placa ou explode a escória durante a perfuração, resultando em uma grande mudança de altura subsequente.
  • A verificação de acompanhamento está incorreta.
  • A falha do sensor é causada por danos a dispositivos como anéis cerâmicos e fios do sensor.
  • A peça de trabalho é levantada ou a placa é deformada termicamente e arqueada
Fatores que afetam a altura do acompanhamento

Efeito do anel cerâmico e do anel de vedação na qualidade do corte a laser

Durante o processo de corte, quando a cabeça de corte colide com a peça levantada, é fácil rachar ou pulverizar o anel cerâmico.

Quando o anel cerâmico está rachado, o gás auxiliar vaza facilmente, resultando em fluxo insuficiente de gás auxiliar e afetando a qualidade do corte.

Efeito do anel cerâmico e do anel de vedação na qualidade do corte

Quando o anel cerâmico estiver quebrado, o operador deve substituir o novo anel cerâmico a tempo.

Durante o processo de substituição, deve-se tomar cuidado para garantir que o anel de vedação entre o anel cerâmico e a cabeça de corte seja pressionado e compactado.

Não o perca, caso contrário poderá facilmente causar vazamento de gás auxiliar e afetar a qualidade do corte.

Anel de vedação entre o anel cerâmico e a cabeça de corte

Efeito da cabeça de corte e do estado do caminho óptico na qualidade do corte a laser

Os principais componentes da cabeça de corte são espelhos de colimação, espelhos de focagem e espelhos de proteção.

Qualquer contaminação da lente pode afetar o caminho da luz, o que afeta a qualidade do corte.

Efeito da cabeça de corte e do estado do caminho óptico na qualidade do corte

Os diferentes eixos do laser e do bico também apresentam problemas de transmissão do caminho óptico, que também podem levar à falha no corte.

Principalmente nos seguintes aspectos:

Diferentes eixos do laser e do bico

  • O efeito de corte de 3 arestas da peça de trabalho é bom, 1 aresta não é bom
  • a borda da peça está queimada, conforme mostrado abaixo:
a borda da peça de trabalho está queimada

  • a peça de trabalho não pode ser cortada.

Efeito da posição do foco na qualidade do corte a laser

Ao cortar materiais diferentes, a posição do foco precisa ser ajustada de acordo com os diferentes requisitos do processo de corte.

A direção da posição do ponto excêntrico deve ser distinguida quando um parâmetro de posição do foco é fornecido.

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:

Efeito da posição do foco na qualidade do corte

Seleção de posição de foco

A posição de foco é um dos quatro elementos do processo de corte.

Portanto, é necessário determinar se a posição do foco está ajustada corretamente de acordo com as diferentes placas e parâmetros do processo de referência antes de cada corte.

Os principais fatores que afetam a posição do foco são:

  1. Fatores que afetam a altura do acompanhamento afetarão a posição do foco.
  2. A contaminação da lente causará anormalidades no caminho óptico, o que também levará à transferência de energia e a alterações na posição do foco.
  3. Depois de substituir a lente de colimação ou foco, a posição do foco pode mudar e o engenheiro precisa verificar.

Efeito do gás auxiliar na qualidade do corte a laser

Efeito de 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:

  • Geralmente, o oxigênio é usado para cortar aço carbono comum, como perfuração e corte de baixa pressão.
  • Geralmente, o nitrogênio é usado para cortar aço inoxidável, chapa de alumínio, latão, etc.; nitrogênio de baixa pressão para perfuração, nitrogênio de alta pressão para

Efeito da pureza do gás auxiliar na qualidade dos produtos cortados

(1) o efeito da pureza insuficiente do gás ao cortar aço carbono com oxigênio:

  1. Para chapas finas de aço carbono (l ~ 5 mm), a pureza é insuficiente e a vazão do gás deve ser aumentada durante o corte.
  2. Para chapas grossas de aço carbono (6amm+), o requisito de pureza do gás é muito rigoroso e, se a pureza for insuficiente, a qualidade do corte será muito ruim ou não poderá ser cortado.

(2) o efeito da pureza insuficiente do gás ao cortar aço inoxidável, placa de alumínio, latão, etc. com nitrogênio:

  1. Para aço inoxidável e latão, a qualidade da seção transversal é ruim e a seção é áspera.
  2. Para a placa de alumínio, a qualidade da seção transversal é ruim e a escória é difícil de manusear.

Efeito da pressão do gás auxiliar na qualidade do corte

(1) O gás ajuda a dissipar o calor e auxiliar a combustão, além de soprar a superfície derretida, para que a superfície cortada tenha melhor qualidade.

(2) O efeito no corte quando a pressão do gás é insuficiente:

  • A superfície de corte está fundida ou não consegue cortar
Efeito da pressão do gás auxiliar na qualidade do corte

  • A velocidade de corte não pode ser aumentada, o que afeta a eficiência.

(3) A influência na qualidade do corte quando a pressão do gás é muito alta.

  • A superfície de corte é mais espessa e a fenda é mais larga.
A influência na qualidade do corte quando a pressão do gás é muito alta

  • A parte cortada derrete e não é possível obter uma boa qualidade de corte.

Efeito do gás auxiliar na perfuração

(1) Quando a pressão do gás está muito 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.

Efeito do gás auxiliar na perfuração

Portanto, geralmente para chapas de aço carbono, a pressão de perfuração da chapa fina é maior e a pressão da chapa grossa é menor.

Quando a placa espessa é perfurada, a pressão do gás e a proporção de ar devem ser reduzidas adequadamente quando o furo é jateado e o tempo de perfuração aumentado.

Fatores que afetam o gás auxiliar:

  • Pureza do gás auxiliar

Quando a pureza do gás auxiliar é baixa, a pressão do gás correspondente deve ser aumentada e vice-versa.

  • Abertura do bico

A uma determinada pressão, quanto menor for o tamanho dos poros, menor será a vazão; quanto maior o tamanho dos poros, maior a taxa de fluxo.

O tamanho do fluxo afeta o efeito de corte e a capacidade de remover o fundido.

  • Altura do bico

Quanto mais alto o bico estiver da placa, mais disperso será o fluxo de ar; quanto mais baixa for a placa, mais concentrado será o fluxo de ar.

A quantidade de fluxo afeta o efeito de corte e a capacidade de remover o fundido.

  • Quebra do bico

Se a saída de ar do bico estiver danificada, o fluxo de ar que sai será irregular, o que afeta diretamente a capacidade de corte.

  • Anel cerâmico e seu anel de vedação

Danos aos anéis e vedações de cerâmica podem causar vazamento de gás, o que, por sua vez, afeta a pressão e o fluxo do ar.

  • Velocidade de corte

A velocidade é muito rápida, então o gás auxiliar não consegue remover o fundido com eficácia e, então, ele pendurará a escória ou não conseguirá cortar.

  • Potência laser

Se houver uma perda na potência do laser, geralmente será necessária mais pressão para remover o material fundido.

  • Posição de foco

Se o foco não estiver correto, a energia do laser na placa será incerta.

Pode-se entender que se a energia for muita, a pressão do ar deverá ser pequena; se a energia for baixa, a pressão do ar deverá ser maior.

  • Qualidade da folha

Se a qualidade da chapa não for boa, afetará diretamente o corte;

Se a superfície da folha apresentar ferrugem, etc., o que não favorece a combustão do oxigênio e a remoção do fundido.

Efeito da velocidade de corte na qualidade do corte a laser

O efeito da velocidade de corte muito rápida

(1) Pode causar fenômeno de pulverização reversa e sem corte, veja a figura abaixo.

(2) Algumas áreas podem ser cortadas, mas algumas áreas não podem ser cortadas.

O efeito da velocidade de corte muito rápida

(3) Toda a face final é mais espessa, mas nenhuma fusão é gerada.

(4) A seção cortada é mostrada como um grão transversal e a metade inferior é derretida.

O efeito da velocidade de corte muito rápida - aresta lateral

Em geral, a velocidade de corte é muito rápida, a pressão do gás é baixa e a potência é baixa e, como resultado, o corte é insuficiente.

O efeito da taxa de alimentação é muito lento

(1) A condição de derretimento excessivo é causada e a face da extremidade cortada é áspera.

(2) A fenda também será alargada e derretida quando o canto afiado for cortado.

(3) Afetando a eficiência de corte.

Em geral, a velocidade de corte é muito lenta, a pressão do ar é muito alta e a potência é muito grande e, como resultado, é causado o fenômeno de derretimento excessivo do corte.

Seleção de taxa de alimentação apropriada

A partir da faísca de corte, pode-se determinar se a taxa de avanço pode ser aumentada ou diminuída; quando a velocidade de corte correta é definida, a faísca se espalha de cima para baixo.

Efeito de faísca ao cortar a velocidade corretamente

Se a faísca estiver inclinada, a taxa de alimentação é muito rápida, o gás auxiliar não elimina completamente a escória e a cabeça de corte avançou.

Efeito de faísca quando a velocidade é muito rápida

As faíscas não são difusas e são menores, e quando são condensadas juntas, a velocidade é muito lenta e o gás auxiliar é soprado excessivamente, de modo que a seção da peça fica facilmente áspera.

Efeito de faísca quando a velocidade é muito lenta

Ajustando a taxa de avanço apropriada, a superfície de corte mostra uma linha mais suave e sem fusão na parte inferior.

Efeito da potência do laser (W) na qualidade do corte a laser

  • A potência do laser (W) é muito pequena para ser cortada.
  • A potência do laser (W) está muito alta e toda a superfície de corte derrete.
  • A potência do laser (W) está insuficientemente definida e o fundido é gerado após o corte.
  • A potência do laser (W) está definida corretamente, a superfície de corte está boa e nenhum derretimento é gerado.
  • Fatores que afetam a potência do laser (W);

A) poluição das lentes

B) a posição do foco está incorreta

C) existem manchas de ferrugem e manchas de óleo na superfície da placa:

Efeito do tipo e da qualidade da folha na qualidade do corte a laser

A maioria dos metais ferrosos e não metálicos pode ser cortada a laser.

Cada material tem sua própria resposta única ao laser (comprimento de onda 1.080u).

Se algum material é adequado para corte a laser depende da interação do material com o comprimento de onda e a energia do laser.

Eles obtêm diferentes capacidades de corte, velocidade e qualidade de corte.

Em geral, os elementos que afetam a capacidade de corte a laser do material são:

  • Condição da superfície
  • Difusividade térmica
  • Condutividade

O tratamento da superfície do material como alumínio-zinco, chapeamento, revestimento, ferrugem, coloração, pintura e revestimentos protetores geralmente tem um impacto negativo no corte a laser.

Existem manchas de ferrugem na superfície da folha (parte frontal) e as manchas de ferrugem não são cortadas (parte traseira)

Existem manchas de ferrugem na superfície da folha (parte frontal) e as manchas de ferrugem não são cortadas (parte traseira)

Para placas com manchas bordadas e manchas de óleo na superfície, elas devem ser processadas primeiro e depois cortadas.

Se não puder ser completamente limpo, considere reduzir a velocidade de corte, aumentar a pressão do ar auxiliar e aumentar a potência para evitar que a folha não possa ser cortada.

O corte a laser tem o fenômeno 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 90 °C, isso terá um efeito adverso no corte a laser (fácil de jatear e derreter demais).

A fim de reduzir o efeito adverso das mudanças de temperatura no corte, geralmente pode ser usado o método de corte saltado.

O chamado corte saltado consiste em cortar um contorno em uma área pequena e saltar para outras áreas para continuar cortando, de modo que o material de processamento não aqueça muito em uma área pequena.

Efeito dos cabos na qualidade do corte a laser

A partida e parada da máquina e a mudança de direção do movimento afetarão a estabilidade da qualidade do corte.

É muito necessário adicionar um corte de chumbo no corte real.

Os métodos e o escopo de aplicação são mostrados na tabela a seguir:

Modo de liderança Âmbito de aplicação
Linha reta em ângulo reto Folha de 0,5-3 mm
Linha reta com arco 4-6 mm
Avanço tangente reto 8-16 mm

O comprimento recomendado do cabo é o seguinte:

Espessura da folha (mm) Diâmetro redondo (d, mm) Comprimento do chumbo (a,mm)
1-6 d<10 Começando do centro do círculo
d>10 5
8-12 d<20 Começando do centro do círculo
d>20 10
15-20 d<30 Começando do centro do círculo
d>30 15

Determinação do comprimento do chumbo

Ao cortar aço carbono grosso (maior ou igual a 6mm), é necessário alongar o chumbo para evitar que a escória gerada pelo jateamento do furo afete o corte.

Processo de corte em ângulo agudo

Causas de queimaduras de ângulo agudo

Traçado de ângulo agudo

Quando o ângulo agudo é cortado, o eixo da máquina passa por um processo de desaceleração e aceleração, e a velocidade muda, enquanto a potência de saída do laser permanece inalterada.

A energia do laser concentrada nos cantos é duas vezes maior que a linha de corte.

Os cantos queimarão devido ao excesso de calor.

Técnica de processamento de ângulo agudo

No processo de corte a laser, tente evitar mudanças bruscas de velocidade e direção, pois isso facilmente levará ao superaquecimento local da peça, afetando assim a qualidade do corte.

Os ângulos agudos geralmente têm os seguintes métodos de processamento:

1) Transição com arco circular

Se não houver nenhum requisito especial para o ângulo agudo, geralmente é possível usar o pequeno arco R1-2mm para fazer a transição.

Mudanças na velocidade e direção de corte são efetivamente amortecidas.

Como mostrado abaixo:

Método de corte a laser em ângulos agudos

2) Corte excessivo de transição de contorno fechado

Como mostrado na figura, isso adiciona um caminho fechado de sobrecorte no canto como um procedimento adicional, para que a velocidade e a direção do corte não sejam alteradas abruptamente nos cantos, de modo a uniformizar o calor em todos os lugares, eliminando assim o agudo ângulo com bordas nítidas e nítidas.

Agora você já conhece os 9 fatores que afetam a qualidade do corte a laser e o método para melhorar a qualidade do corte a laser.

Para obter mais detalhes sobre o controle de qualidade de corte a laser, você também pode conferir este artigo: Controle de qualidade de corte a laser (com soluções comprovadas)

Conteúdo Relacionado

Вернуться к блогу

Комментировать

Обратите внимание, что комментарии проходят одобрение перед публикацией.