Problemas que pueden surgir al cortar placas con láser

En el corte por láser, se presentan problemas como la acumulación de residuos en la parte inferior de la pieza, pliegues en el extremo inferior de la superficie de corte, sobrecalentamiento de ángulos rectos y esquinas afiladas, y una superficie de corte rugosa. A continuación, se analizarán sistemáticamente las causas y soluciones de estos problemas.

Descripción general de la resolución de problemas principales

Problema 1: Escoria en la parte inferior de la pieza (escoria colgante)

Análisis de la causa: tras fundir el material con el láser, el gas auxiliar no logra eliminarlo por completo y a tiempo del fondo de la incisión, lo que provoca su condensación y la formación de escoria suspendida. Esto se debe fundamentalmente a un desequilibrio entre la energía y el gas.

Solución:

1. Optimizar los parámetros del gas:

• Presión: Para acero inoxidable, aleación de aluminio, etc., al usar nitrógeno como gas auxiliar de alta pureza, la presión debe ser lo suficientemente alta (por ejemplo, 1,6 MPa o más) para lograr un corte sin oxidación y eliminar la escoria. Al usar oxígeno para acero al carbono, la presión debe ser moderada; una presión demasiado alta intensificará la reacción y formará escoria gruesa.
• Pureza y tipo: para garantizar la pureza del gas (especialmente el nitrógeno, que requiere más del 99,9%), la pureza del oxígeno también debe ser superior al 99,5%.

2. Calibrar el enfoque del haz:

• La desviación en la posición de enfoque es la causa más común. Realice una calibración de enfoque e intente ajustarla con precisión hacia arriba y hacia abajo. Generalmente, bajar ligeramente el enfoque (hacia el interior del material) ayuda a mejorar la calidad del corte inferior.

3. Ajustar la potencia y la velocidad.

• Una velocidad demasiado alta o una potencia demasiado baja provocarán un corte excesivo y la formación de escoria blanda adherida; una velocidad demasiado baja o una potencia demasiado alta provocarán una fusión excesiva y la formación de escoria dura y quebradiza adherida. Es necesario encontrar la combinación óptima de potencia y velocidad que se ajuste al espesor de la lámina.

4. Compruebe y sustituya la boquilla:

• El uso de boquillas dañadas, deformadas o incompatibles puede interrumpir el flujo de aire. Compruebe si el orificio central de la boquilla es redondeado y seleccione la boquilla con el diámetro adecuado según el grosor de la placa (generalmente, un diámetro mayor para placas gruesas y un diámetro menor para placas delgadas).

Problema 2: Cortar los pliegues inferiores (rayas/sobrequemado)

Análisis de la causa: Se trata de un fenómeno típico de sobrecalentamiento. Debido a un aporte excesivo de calor, el material se funde en exceso o incluso se vaporiza, formando franjas rugosas y arrugadas en la mitad inferior de la sección de corte.

Solución:

• Ajuste principal: Aumentar la velocidad de corte. Una velocidad demasiado lenta es la principal causa; mejorarla puede reducir el tiempo de acción del láser en la unidad de área, evitando así la acumulación de calor.
• Reduzca la potencia del láser. Si ya no se puede aumentar la velocidad o si el levantamiento provoca un corte, se debe reducir la potencia adecuadamente para disminuir la entrada total de calor.
• Ajusta la posición de enfoque. Intenta bajar un poco la posición de enfoque para concentrar la energía y reducir la zona afectada por el calor.
• Verifique y reduzca la presión del gas auxiliar. Especialmente al usar oxígeno para cortar acero al carbono, una presión de oxígeno demasiado alta agravará la reacción de oxidación, actuando como un "mejorador de la combustión", y generará calor excesivo. Reducir la presión del aire adecuadamente puede tener efectos inesperados.

Problema 3: Ángulo recto/Quemadura aguda

Análisis de la causa: La velocidad del cabezal de corte láser se mantiene estable al moverse en línea recta, pero al cortar en ángulo recto o agudo, necesita desacelerar, girar y volver a acelerar. La disminución de velocidad en la esquina provoca que el tiempo de permanencia del láser aumente y que el calor se acumule bruscamente, lo que provoca la ablación de la esquina afilada.

Solución:

1. Utilice una transición de esquinas redondeadas (el método más eficaz):

• En la fase de diseño, la esquina afilada se transforma en una esquina ligeramente redondeada (esquina R). Incluso un pequeño chaflán con un radio de 0,5 mm permite que el cabezal de corte se desplace suavemente, evitando cambios bruscos de velocidad y previniendo eficazmente el sobrecalentamiento.

2. Utilice la función de procesamiento de esquinas (función de esquina brillante):

• Los sistemas modernos de corte por láser incluyen una función de “control de potencia en esquinas” o “esquina brillante”. Esta función permite:
• Cuando se detecta una esquina, la potencia del láser se reduce automáticamente.
• O bien, utilice el corte segmentado: apague brevemente el láser en la esquina y corte en dos segmentos.
• Consulte el manual del sistema operativo de su dispositivo para habilitar y solucionar problemas con esta función.

3. Reduzca la velocidad de corte en la esquina:

• En la tabla de parámetros del proceso, la velocidad de corte de la esquina se ajusta por separado para que sea inferior a la velocidad lineal, pero esto debe utilizarse junto con la reducción de potencia.

Problema 4: superficie de corte rugosa (veta vertical)

Análisis de la causa: la superficie de corte presenta rayas verticales evidentes y no uniformes, generalmente debido a inestabilidad energética o desajuste de parámetros, lo que resulta en un estado de fusión desigual del material.

Solución:

• Asegúrese de que el enfoque sea preciso y estable: este es el factor más importante para obtener una superficie de corte uniforme. Un ligero cambio en el enfoque provocará una gran diferencia en las líneas de la sección transversal. Limpie y calibre la lente de enfoque para garantizar la estabilidad del mismo.
• Utilice gas auxiliar de alta pureza: Las impurezas en el gas pueden interferir con el flujo y el proceso de enfriamiento del metal fundido, lo que da como resultado secciones rugosas.
• Optimiza la velocidad de corte: Una velocidad inestable o una configuración incorrecta provocarán que el metal fundido forme vetas irregulares durante el proceso de enfriamiento. Busca una velocidad estable que produzca virutas continuas y uniformes.

Compruebe la estabilidad del equipo:

• ¿El riel guía es liso? La vibración del equipo se reflejará directamente en la superficie de corte.
• ¿La boquilla es coaxial con el haz? El flujo de aire en diferentes ejes puede provocar asimetría y rugosidad en la sección.
• ¿Están limpias o dañadas las lentes ópticas? Las lentes contaminadas pueden dispersar la energía del láser, lo que provoca cortes débiles y secciones irregulares.

Lista de verificación de fundamentos generales

Antes de realizar cualquier ajuste fino de los parámetros, asegúrese de realizar las siguientes comprobaciones básicas:

1. Lente óptica:Compruebe que la lente de enfoque y la lente protectora estén limpias, sin suciedad, sin manchas de agua y sin daños.

2. Alineación de la boquilla:Asegúrese de que el rayo láser pase perfectamente desde el centro de la boquilla.

3. Gas y circuito de gas:Confirmar que no hay fugas en el circuito de gas y que el tipo y la pureza del gas son correctos.

4. material:para garantizar que la superficie de la placa esté limpia, sin capa de óxido, aceite y con un material uniforme.

Resumen y recomendaciones

El corte por láser es un proceso preciso con sinergia de múltiples parámetros. La clave para resolver el problema reside en modificar una sola variable a la vez y mantener registros para identificar la causa raíz del mismo.