Como resolver o problema das rebarbas geradas pelo corte a laser em metal?

A formação de rebarbas durante o corte a laser de chapas metálicas é um problema comum no processo, geralmente indicando que o corte não está sendo otimizado. Para solucionar esse problema de forma sistemática, é necessário verificar e ajustar diversos aspectos, como equipamentos, materiais, parâmetros do processo e gases auxiliares.

Direção central de otimização e medidas específicas

1. Otimizar os parâmetros do processo (para aço carbono e outros materiais)

• Potência do laser: potência insuficiente é uma das principais causas de rebarbas. Aumentar a potência adequadamente pode garantir que o metal seja totalmente derretido. No entanto, deve-se observar que potência excessiva pode fazer com que a chapa queime ou forme escória.
• Velocidade de corte: Se a velocidade for muito alta, a energia do laser é insuficiente, o material não derrete completamente e pode ser expelido em rebarbas pelo fluxo de ar; se a velocidade for muito baixa, a queima será intensa e a escória aderirá. Ajuste a velocidade ideal que corresponda à potência e à espessura da chapa. Geralmente, é possível testar os parâmetros primeiro. Posição do foco: O foco incorreto resultará em densidade de energia insuficiente. Teste o foco para encontrar a posição mais adequada para a espessura da chapa (normalmente, ao cortar aço carbono, o foco fica na superfície da chapa ou ligeiramente abaixo dela).

2. Certifique-se de que o gás auxiliar esteja nas melhores condições (o fator mais crítico).

• Tipo e pureza do gás:
• Corte de aço carbono: É imprescindível o uso de oxigênio de alta pureza (≥ 99,95%). O oxigênio participa da reação exotérmica, auxiliando na combustão e na remoção da escória. A pureza insuficiente do oxigênio afetará significativamente a qualidade do corte e a camada de óxido formada.

Corte de aço inoxidável e alumínio: deve-se usar nitrogênio de alta pureza (≥ 99,99%) ou argônio. Utilize gás de alta pressão para remover o metal fundido e obter um corte sem oxidação. O gás impuro causará a formação de escória no fundo da máquina.

• Pressão do gás:
• Corte de aço carbono (com oxigênio): a pressão não deve ser muito alta (geralmente de 0,8 a 2 bar). Pressão excessiva resfriará o corte, mas reduzirá a eficiência da reação de combustão, formando rebarbas.
• Corte de aço inoxidável/alumínio (com nitrogênio): A pressão deve ser suficientemente alta (geralmente de 10 a 20 bar, dependendo da espessura da chapa). Pressão insuficiente é a causa mais comum de falha no corte sem rebarbas, e o metal fundido não pode ser completamente expelido.
• Estado do bico:
• Verifique se o bocal não está danificado ou obstruído por respingos. Um bocal desgastado pode causar turbulência no fluxo de ar.
• Verifique se o diâmetro do orifício do bocal corresponde à espessura da placa e à pressão do gás. Placas espessas geralmente exigem bocais com orifícios maiores.
• Calibre a concentricidade do bocal e da cabeça do laser. O desvio de concentricidade fará com que o gás escape e produza rebarbas em um dos lados.

3. Verificar e manter o estado do equipamento

• Limpeza das lentes ópticas: a sujeira nos espelhos de proteção e de focalização reduz significativamente a potência do laser e a qualidade do feixe. Verifique e limpe ou substitua as lentes regularmente.
• Qualidade do feixe: calibração regular do feixe para garantir que o caminho óptico esteja correto e o foco esteja preciso.
• Estabilidade do equipamento: Verifique se o trilho guia e o sistema de transmissão da máquina-ferramenta estão estáveis ​​e se rebarbas irregulares podem ser geradas durante vibrações em alta velocidade.

4. Concentre-se no próprio material.

• Superfície da chapa: Certifique-se de que a superfície da chapa esteja livre de ferrugem, tinta ou revestimento significativos, pois isso afetará a absorção do laser e a estabilidade do corte.
• Composição e qualidade do material: a má qualidade ou a composição irregular da liga da chapa também podem levar a flutuações no efeito de corte.

Considerações específicas sobre problemas de rebarbas em diferentes materiais

• Chapa de aço carbono (corte com oxigênio): a rebarba inferior é composta principalmente de escória de óxido de ferro dura e quebradiça. Depende principalmente da pureza do oxigênio, da posição de foco e da correspondência entre potência e velocidade.
• Chapa de alumínio e aço inoxidável (corte com nitrogênio): as rebarbas inferiores são, em sua maioria, de metal fundido macio e comprido, sem sopro. A primeira tarefa é verificar se a pressão do nitrogênio é suficiente, se o gás é puro e se o bico é adequado.

Recomendações para o processo de resolução sistemática

1. Registrar e reproduzir:Registre detalhadamente o tipo de placa de rebarbação atual, sua espessura e todos os parâmetros do processo (potência, velocidade, pressão do ar, foco, tipo de bico).

2. Ajuste de variável única:Ajuste apenas um parâmetro por vez (recomenda-se começar com a pressão do gás e a posição do foco) para comparação de cortes de teste.

3. Da resolução de problemas simples à complexa:

• Passo 1: Verifique e limpe o bocal e a lente.
• Etapa 2: Verifique a pureza e a pressão do gás.
• Passo 3: Otimize a posição de foco.
• Passo 4: Ajuste a compatibilidade entre potência e velocidade.
• Etapa 5: calibrar o percurso óptico e a concentricidade do dispositivo.

4. Estabelecer uma biblioteca de parâmetros padrão:Assim que forem encontrados os melhores parâmetros para chapas de diferentes marcas, espessuras e materiais, eles serão registrados para formar instruções operacionais padrão.

Resumo:A solução principal para o problema de rebarbas no corte a laser é "garantir entrada de energia suficiente e cooperar com um fluxo de ar estável, puro e na direção correta para remover o material fundido a tempo". Trata-se de um problema sistêmico que exige paciência do operador, que investigará e otimizará gradualmente o processo por meio de métodos científicos. Se, após verificar todas as etapas acima, o problema persistir, será necessário entrar em contato com o fabricante do equipamento para verificar se houve alguma alteração na energia de saída do laser ou no modo do feixe.