La relación entre el enfoque del corte láser y las rebabas

En el corte por láser, la posición focal tiene una relación directa y determinista con la formación de rebabas.En resumen, la posición focal afecta directamente a la distribución de energía del haz dentro del material, determinando así la calidad del corte, la eficiencia de la expulsión del material fundido y si finalmente se forman rebabas.Las relaciones se detallan a continuación.

Principio básico: Cómo afecta la posición focal al proceso de corte.

El principio del corte por láser consiste en irradiar la pieza de trabajo con un haz láser de alta densidad energética, lo que provoca que se funda o vaporice rápidamente, mientras que un辅助Un gas (como oxígeno o nitrógeno) expulsa el material fundido para formar el corte.

Foco: El punto donde la energía del rayo láser está más concentrada y el tamaño del punto es menor.

Posición de enfoque: se refiere a la ubicación del punto focal en relación con la superficie de la pieza de trabajo. Se divide en tres casos:

1. Desenfoque positivo: El punto focal se encuentra por encima de la superficie de la pieza de trabajo.

2. Desenfoque negativo: El punto focal se encuentra debajo de la superficie de la pieza de trabajo.

3. Desenfoque cero: El punto focal se encuentra precisamente sobre la superficie de la pieza de trabajo.

Relación específica entre la posición de enfoque y la rebaba

La rebaba se produce cuando el material fundido residual, que no se ha eliminado por completo, se solidifica de nuevo en la base del corte. La posición del foco afecta a la rebaba principalmente al modificar la forma del corte y la fuerza del flujo de aire.

1. Está desenfocado (enfoque en la pieza de trabajo)

• Distribución de energía: Una vez que el haz penetra en el material, diverge y la densidad de energía disminuye gradualmente de arriba hacia abajo. La energía es máxima en la superficie superior y mínima en la inferior.
• Forma de la incisión: es fácil realizar una incisión en forma de V, con una parte superior ancha y una inferior estrecha.

Efecto sobre la rebaba:

• Debido a la energía insuficiente en la parte inferior, la parte inferior del material no puede fundirse ni gasificarse por completo.
• El caudal del gas auxiliar se acelera en la parte inferior estrecha, pero la fuerza de soplado puede no ser suficiente para eliminar por completo el material fundido viscoso.

Resultados: Es fácil que se formen numerosas rebabas persistentes en la superficie inferior. Esta es una de las causas más comunes de la formación de rebabas.

2. Desenfoque negativo (enfoque por debajo de la pieza de trabajo)

• Distribución de la energía; el haz converge dentro del material y la densidad de energía alcanza su valor máximo en la parte media o inferior del material.
• Forma de la incisión: fácil de realizar una incisión en forma de tambor en la cintura, con la parte superior e inferior estrechas y la parte central ancha.

Efecto sobre la rebaba:

• La ventaja es que la energía de fondo es insuficiente y el material se puede fundir de forma más completa.
• Sin embargo, la parte central de la incisión es la más ancha, lo que puede provocar que el flujo de aire se disperse en esa zona y debilite la fuerza de soplado al llegar al fondo.
• Si los parámetros no coinciden correctamente, el material fundido puede adherirse al fondo debido a la falta de limpieza de la fila.

Resultados: En comparación con el desenfoque positivo, la calidad de las rebabas mejora, aunque aún puede producirse una pequeña cantidad de rebabas blandas. Para el corte de placas gruesas, a veces se utiliza el desenfoque negativo para asegurar que el fondo se corte completamente.

3. Desenfoque cero o enfoque óptimo (enfoque en la superficie de la pieza de trabajo o a una profundidad específica).

• Distribución de energía: La zona de mayor concentración de energía se encuentra en la superficie de la pieza, lo cual es óptimo para el corte de chapas delgadas. Para chapas gruesas, generalmente se requiere una posición de "enfoque óptimo", es decir, que el foco penetre hasta una profundidad determinada (por ejemplo, 1/3 del espesor de la chapa) para equilibrar la energía en las zonas superior e inferior.
• Forma de la incisión: la incisión vertical y paralela más ideal.

Efecto sobre la rebaba:

• La distribución de la energía en toda la zona de incisión es relativamente uniforme, y el material puede fundirse de forma continua y estable.
• Los cortes paralelos proporcionan un paso suave para el gas auxiliar, que puede transportar suficiente energía cinética para descargar sin problemas el material fundido desde la parte inferior.

Resultado: Este es el estado óptimo para obtener incisiones sin rebabas o con muy pocas. El material fundido se eliminó limpiamente sin dejar residuos.

Resumen y analogía

Puedes entenderlo de esta manera:

• Está desenfocado: como un “cincel sin filo”, la parte superior es muy dura, pero la inferior es aburrida, solo puede “frotar” el material, dejando una superficie rugosa.
• Desenfoque negativo: Es como una "explosión" dentro del material, aunque puede explotar, la salida puede no ser limpia y sacará algunos escombros.
• Mejor enfoque: Como un “bisturí afilado”, corta con precisión de arriba abajo, de forma limpia y pulcra.

Guía práctica: Cómo ajustar el enfoque en función de los fallos técnicos

En el funcionamiento real, si se encuentran rebabas, se deben seguir los siguientes pasos para comprobar y ajustar:

1. Observa la forma de la rebaba:

• Hay muchas rebabas duras y granuladas en la parte inferior: es probable que no se haya cortado correctamente debido a que el enfoque está demasiado alto o a que la potencia es insuficiente o la velocidad es demasiado alta. Se debe ajustar el enfoque hacia abajo.
• En la parte inferior se observa una pequeña rebaba suave, similar a una barba, que se desprende fácilmente. Esto podría deberse a un desenfoque negativo (enfoque demasiado bajo) o a una presión de gas insuficiente o impura, lo que impide que el material fundido salga correctamente. Puede intentar ajustar el enfoque hacia arriba y comprobar los parámetros del gas.

2. Calibración y prueba del enfoque:

• Utilice un instrumento de posicionamiento de enfoque para determinar con precisión la posición de enfoque cero.
• En el software de parámetros de corte, el ajuste del valor ± se suele realizar tomando como referencia el punto 0. Realice una serie de pruebas de enfoque (por ejemplo, de +1 a -3 en incrementos de 0,5), corte la misma pieza y observe qué posición ofrece el corte más suave y la menor cantidad de rebabas. Esta posición representa el enfoque óptimo para los materiales, espesores y equipos actuales.

OOtros factores clave que afectan a los fallos (que deben tenerse en cuenta en la coordinación)

El enfoque no es el único factor y debe optimizarse junto con otros parámetros del proceso:

Gas auxiliar:

Presión:Una presión insuficiente no permite eliminar eficazmente la escoria; una presión demasiado alta puede provocar turbulencias, lo que afectará a la estabilidad.

Pureza:Especialmente al cortar acero inoxidable, es importante utilizar nitrógeno de alta pureza (99,99% o más). El oxígeno residual formará escoria oxidada y agravará las rebabas.

Velocidad de corte:Si la velocidad es demasiado alta, la energía aportada es insuficiente y el material no se corta por completo, formándose rebabas en el fondo; si la velocidad es demasiado baja, también se puede producir una ablación excesiva, cortes toscos y rebabas.

Potencia del láser:Potencia y velocidad a la altura. La potencia es demasiado baja para abrirse paso.

Boquilla:La apertura, la altura y la concentricidad de la boquilla afectan directamente al flujo de aire. La falta de concentricidad es una causa común de cortes irregulares y rebabas.

El material en sí:La composición del material y el estado de la superficie (por ejemplo, si hay óxido o aceite) también influyen.

La posición de enfoque es el parámetro de ajuste principal para controlar la rebaba del corte láser.La posición focal ideal crea un corte vertical y uniforme, y permite que el gas auxiliar descargue el metal fundido de manera eficiente. Si se presenta un problema de rebabas, primero debe realizar una prueba de enfoque sistemática para encontrar la posición óptima y, a continuación, ajustar otros parámetros como el gas y la velocidad para obtener un corte perfecto y sin rebabas.