Soluzioni per i problemi di bruciatura e ingiallimento dei bordi nel taglio laser dei metalli

Bordi bruciati e bagliori anomali (in genere si riferiscono a scintille insolite o scorie incandescenti sotto il taglio) sono problemi comuni nel taglio laser dei metalli. In genere indicano processi di taglio instabili o un eccessivo apporto di energia, che portano a bruciature eccessive e fusione. Di seguito è riportata una guida semplificata, passo passo, per diagnosticare e risolvere il problema.
I. Cause principali
I bordi bruciati e l'anomala incandescenza derivano da un eccessivo apporto di calore o da un'inadeguata dissipazione del calore. Le cause specifiche includono:

1. Problemi con il gas (i più comuni)

• Pressione del gas insufficiente: i gas ausiliari (O₂, N₂, aria) non riescono a rimuovere tempestivamente il metallo fuso, causando accumulo di scorie e combustione continua.
• Bassa purezza del gas: l'azoto impuro (ad esempio, con O₂) utilizzato per l'acciaio inossidabile/alluminio innesca l'ossidazione, con conseguente surriscaldamento e combustione.
• Tipo di gas errato: utilizzare O₂ per l'acciaio al carbonio (facilita la combustione) e N₂ ad alta purezza per l'acciaio inossidabile (previene l'ossidazione).

2. Errori nei parametri di processo

• Potenza laser eccessiva: fonde eccessivamente i materiali.
• Velocità di taglio lenta: prolunga l'esposizione al laser, causando accumulo di calore.
• Messa a fuoco errata: riduce la densità di energia, allarga i tagli ed espande le zone termicamente alterate.
• Problemi con gli ugelli: dimensioni dell'ugello non corrispondenti, altezza errata o danni possono interrompere il flusso del gas.

3. Problemi relativi ad attrezzature/materiali di consumo

• Lenti contaminate (lenti protettive/di messa a fuoco): riducono l'energia del laser, costringendo a utilizzare una potenza maggiore (peggiorando le ustioni).
• Ugello disallineato: il flusso di gas è irregolare e non riesce a rimuovere efficacemente le scorie.

4. Questioni materiali

• Olio, ruggine o rivestimenti sulle superfici dei materiali: bruciano durante il taglio, generando calore eccessivo.
• Composizione del materiale: i metalli ad alta riflettività/conduttività termica (Al, Cu) richiedono impostazioni di parametri specifiche.

II. Soluzioni passo passo
Segui quest'ordine per la risoluzione dei problemi (inizia dai problemi più semplici e frequenti):

Passaggio 1:Verifica e ottimizza le impostazioni del gas (massima priorità)
1. Pressione del gas

• Acciaio al carbonio (O₂): Regolare secondo le raccomandazioni del produttore (una pressione insufficiente spesso provoca bruciature).
• Acciaio inossidabile/alluminio (N₂/Ar): Aumentare la pressione a 1,0–2,0 MPa (o superiore, in base allo spessore) – l'alta pressione è fondamentale per rimuovere il metallo fuso.
• Ispezionare le tubature del gas: verificare la presenza di perdite, ostruzioni o bassa pressione nelle bombole.

2. Purezza e tipologia del gas

• Acciaio inossidabile: utilizzare N₂ con purezza ≥99,9%.
• Acciaio al carbonio: utilizzare O₂ di grado industriale.
• Alluminio: utilizzare azoto ad elevata purezza o aria compressa.

3. Manutenzione degli ugelli

• Scegli la misura giusta: i materiali più densi richiedono ugelli più grandi (ad esempio, φ2,0 mm/φ3,0 mm).
• Sostituiscilo con un ugello nuovo e integro (gli ugelli vecchi potrebbero presentare fori deformati).
• Calibrazione dell'altezza: assicurarsi che la distanza dalla superficie del materiale sia compresa tra 0,5 e 1,5 mm (utilizzare la calibrazione automatica, se disponibile).

Passaggio 2:Ottimizzazione dei parametri di taglio
1. Velocità di taglio:Aumentare la velocità (entro l'intervallo che garantisce la completa penetrazione) per ridurre l'apporto di calore. Evitare velocità eccessive (causano tagli incompleti).
2. Potenza del laser:Ridurre leggermente la potenza (bilanciare con le regolazioni della velocità).
3. Posizione focale:

• -Consultare il manuale dell'attrezzatura per le posizioni consigliate (in base al materiale/spessore).
• Eseguire delle prove in diverse posizioni (da -2 mm a +2 mm) per individuare quella che garantisce un taglio più uniforme e privo di scorie.

4. Modalità a impulsi:Per metalli sottili o problemi di surriscaldamento, passare dalla modalità laser continua alla modalità pulsata (che consente brevi intervalli di raffreddamento).
Passo 3:Ispezionare l'attrezzatura

• Pulizia delle lenti: pulire regolarmente le lenti protettive/di messa a fuoco; sostituire quelle danneggiate.
• Verifica dell'allineamento del raggio: fai verificare da professionisti che il raggio laser esca dal centro dell'ugello (un disallineamento richiede calibrazione).

Passo 4:Preparare i materiali
Prima del taglio, rimuovere olio, ruggine o rivestimenti dalle superfici del materiale.
Lista di controllo per la risoluzione rapida dei problemi
1. Prima priorità (Gas)

• La pressione del gas è sufficiente? (Aumentare la pressione di N₂ per l'acciaio inossidabile!)
• È stato utilizzato il tipo di gas corretto? (O₂ per acciaio al carbonio, N₂ ad alta purezza per acciaio inossidabile)
• L'ugello è nuovo/integro? L'altezza è calibrata?

2. Seconda priorità (Parametri)

• La velocità di taglio è troppo bassa? (Prova ad aumentarla)
• La potenza del laser è troppo elevata? (Prova ad abbassarla)
• La posizione di messa a fuoco è corretta? (Posizioni di prova)
• È possibile utilizzare la modalità a impulsi?

3. Terza priorità (attrezzature/materiali)

• Le lenti sono pulite?
• -La superficie del materiale è pulita?

La maggior parte dei problemi di bruciatura dei bordi può essere risolta seguendo i passaggi sopra descritti. Se i problemi persistono, contatta il produttore dell'apparecchiatura per ricevere assistenza specifica per il materiale/dispositivo.