Razóns para o quecemento da boquilla do cabezal de corte durante o corte con láser

A febre da boquilla do cabezal de corte láser é grave, mesmo vermella queimada, normalmente non é unha única causa, senón o resultado dunha variedade de factores. A continuación, explicarase en detalle as razóns principais, as razóns secundarias e as solucións.

Razón principal

Estes son os problemas máis directos e comúns que causan o sobrequecemento da boquilla.

1. Plasma/calor reflectida

• Mecanismo de xeración:Cando o raio láser se enfoca na superficie do material metálico, fundirá ou mesmo vaporizará o metal instantaneamente. Un gas auxiliar, como osíxeno ou nitróxeno, soprarase cara a esta rexión de alta temperatura. Se a densidade de enerxía é demasiado alta ou os parámetros do gas son inadecuados, o metal vaporizado e o propio gas ionizaranse para formar unha nube de plasma de alta temperatura (un grupo de gas electricamente neutro cunha temperatura extremadamente alta).
• Proceso de transferencia de calor:Este plasma non só absorberá e dispersará a enerxía láser, reducindo a eficiencia do corte, senón que tamén volverá cara arriba ao interior da boquilla. A enorme cantidade de calor transportada polo plasma transferirase directamente á parede interior de cobre da boquilla, facendo que a súa temperatura aumente bruscamente, mesmo queimándose vermello e fundido.

2. Fallo do sistema de refrixeración

Os cabezales de corte por láser de alto rendemento modernos están deseñados con canles refrixeradas por auga no interior, que se usan especialmente para eliminar a calor absorbida polas boquillas, os asentos protectores dos espellos e outros compoñentes.

Preguntas frecuentes:

• Fluxo de auga de refrixeración insuficiente:avaría da bomba de auga de refrixeración, dobradura da tubaxe de auga, obstrución do filtro, etc.
• A temperatura da auga de refrixeración é demasiado alta:O efecto de arrefriamento do refrixerador non é bo ou a selección é demasiado pequena.
• Obstrución ou fuga do circuíto de auga de refrixeración:A incrustación ou as impurezas internas bloquean a pasaxe de fluxo.
• O sistema de refrixeración non está activado:esqueza acender o refrixerador antes de iniciar o láser.

Causas secundarias e outras

Estas causas, aínda que menos directas que as dúas anteriores, poden exacerbar a febre ou causar problemas individualmente.

3. Contaminale danado ou rotonses

• Se o espello de enfoque ou o espello protector está contaminado (aceite, po) ou danado, a súa transmitancia da luz e a súa capacidade de enfoque diminuirán.
• Parte da enerxía do láser é absorbida pola propia lente e convertida en calor. Esta calor transfírese á base do espello, que á súa vez quenta o aire circundante e a base da boquilla.
• En casos graves, unha temperatura excesiva da lente pode provocar que estoupe.

4. Configuración incorrecta dos parámetros do proceso

• Tipo e presión de gas:
• Ao usar osíxeno para cortar aceiro ao carbono, trátase dunha reacción exotérmica que xera moita calor. Se a presión do gas non é axeitada, é máis doado formar un plasma forte.
• Ao usar nitróxeno para cortar aceiro inoxidable, se a presión do aire é demasiado baixa para soprar a masa fundida a tempo, a escoria salpicará cara arriba, adheriráse á parede interior da boquilla e continuará quentándoa; se a presión do aire é demasiado alta, pode causar un trastorno do fluxo de aire, o que favorece a formación de plasma.
• Velocidade de corte:A velocidade é demasiado lenta, o láser permanece na mesma posición durante demasiado tempo e a calor acumúlase demasiado, o que facilita a xeración de plasma e a queima da boquilla. Se a velocidade é demasiado rápida, pode que non corte, o que resulta nun aumento da luz reflectida.
• Potencia do láser:Cando a potencia é demasiado alta e outros parámetros (como a velocidade e a presión do aire) non coinciden, a enerxía é excesiva e xérase plasma con facilidade.
• Posición do foco:Unha posición de enfoque incorrecta afectará á densidade de enerxía e á forma do corte, o que afectará á descarga da masa fundida e á formación de plasma.

5. O problema da propia boquilla

• Discordancia do modelo:A abertura da boquilla non coincide co grosor da placa de corte e coa presión do gas. Por exemplo, un corte fino cunha boquilla de gran abertura pode provocar que o fluxo de aire diverxa e que o efecto de protección sexa deficiente.
• Mala calidade/danos:O orificio central da boquilla non é redondo, hai rebabas e a parede interior non é lisa, o que provocará un fluxo de aire inestable e formará facilmente correntes de Foucault, o que non favorece a disipación da calor nin o soprado de escoria. Unha lixeira deformación da boquilla despois da colisión coa folla tamén pode causar este problema.
• Instalación incorrecta:A boquilla non está axustada ou o anel de selado está danado, o que provoca fugas de gas e destrue a protección estable da cortina de gas.

6. Ambiente externo e colisión

• A reflectividade superficial da placa é demasiado alta:Ao cortar materiais altamente reflectantes como o aluminio e o cobre, unha gran cantidade de enerxía láser reflíctese cara ao interior do cabezal de corte e é absorbida pola boquilla e o asento do espello.
• Colisión:O cabezal de corte choca coa placa ou o dispositivo de fixación, o que fai que a boquilla se deforme e as pezas internas se despracen, destruíndo a coaxialidade orixinal e o selado da luz, o gas e a vía fluvial.

Resumo e lista de verificación de solucións

Cando se atope o problema de quecemento da boquilla, recoméndase comprobar na seguinte orde:

1. Pare inmediatamente a máquina para a súa inspección:para evitar máis danos ao equipo.

2. Comproba o sistema de refrixeración (prioridade máxima):

• Confirme que o refrixerador estea acendido e funcionando normalmente.
• Comprobe se o caudal e a presión da auga de refrixeración cumpren cos requisitos do equipo.
• Toca os tubos de entrada e saída e sente a diferenza de temperatura. Se a diferenza de temperatura é pequena, significa que a eficiencia de intercambio de calor é baixa ou que o fluxo é insuficiente.
• Comprobe a calidade da auga para asegurarse de que non haxa impurezas.

3. Comprobar e substituír os compoñentes ópticos:

• Retire a lente protectora e inspecciónea para ver se ten contaminación, queimaduras ou gretas. Manteña sempre as lentes limpas.
• Comprobe se o espello de enfoque está en bo estado.

4. Comprobe e substitúa a boquilla:

• Comprobe se a abertura da boquilla que se está a usar actualmente é axeitada para a tarefa de corte en curso.
• Comprobe se o orificio interior da boquilla é liso e redondo e se hai algún dano por fusión ou obstrución. Substitúaa por unha boquilla nova e de alta calidade.

5. Optimización dos parámetros do proceso de corte:

• Consulte co provedor do equipo ou cun enxeñeiro de procesos experimentado para recalibrar a potencia do láser, a velocidade de corte, o tipo e a presión do gas, a posición do foco, etc. segundo o tipo e o grosor do material. Este é o núcleo para resolver o problema do sobrequecemento do plasma.

6. Comprobe a coaxialidade e a instalación:

• Use o probador de aliñamento para comprobar se a coaxialidade do láser, a boquilla e o gas é precisa.
• Asegúrese de que a boquilla estea instalada e axustada correctamente e que o anel de selado estea intacto.

7. Observa o proceso de corte:

• Baixo a premisa de seguridade, observe as faíscas durante o corte. Unha faísca normal debería ser cara abaixo e cara atrás. Se a faísca salpica cara arriba, diverxe ou é demasiado grosa e brillante, normalmente significa que os parámetros non son axeitados e que se xera unha gran cantidade de plasma.

Mediante unha investigación sistemática, pódense resolver eficazmente a gran maioría dos problemas de quecemento das boquillas. Se non se poden resolver os pasos anteriores, pode que exista un problema mecánico ou óptico máis grave dentro do cabezal de corte e sexa necesario contactar co fabricante do equipo para un mantemento profesional.