Como resolver o problema de rebarbas no corte a laser de chapas finas

O aparecimento de rebarbas no corte a laser de chapas finas é um problema muito comum. Geralmente, isso não é causado por um único fator, mas sim pelo efeito combinado de múltiplos fatores, como equipamentos, parâmetros, materiais e gases. Para solucionar esse problema de forma sistemática, podemos seguir um processo de diagnóstico do mais fácil ao mais difícil e do software ao hardware. A seguir, detalharemos as operações e soluções específicas para cada etapa:

Etapa 1: Verificação e ajuste dos parâmetros principais (a área problemática mais comum)

1. Posição de foco

• A posição do foco é um dos parâmetros mais críticos que afetam a qualidade do corte. Um foco incorreto fará com que a energia não seja concentrada, impossibilitando a remoção eficaz da escória.
• Sintomas: Tanto um foco muito alto quanto muito baixo farão com que a escória grude no fundo (rebarbas).

Solução:

• Realize a calibração do foco: Primeiro, certifique-se de que o foco do seu equipamento esteja correto. Utilize um medidor de foco ou uma função de calibração automática.
• Realize testes de foco: Em um pedaço de material de descarte, corte uma linha reta ou um círculo em diferentes posições de foco (por exemplo, de -1 mm a +1 mm, com um intervalo de 0,2 mm) e observe qual posição apresenta menos rebarbas. Para chapas finas, geralmente recomenda-se o uso de desfocagem negativa (ou seja, o foco está abaixo da superfície da chapa, a uma distância de cerca de 1/3 a 1/2 da espessura da chapa), o que pode formar um corte mais amplo e facilitar a remoção da escória pelo fluxo de gás.

2. Gás auxiliar

Tipo e pureza do gás:

• Corte de aço carbono: É imprescindível o uso de oxigênio. O oxigênio participa da reação de combustão, fornecendo energia adicional e formando óxido de ferro de baixo ponto de fusão, que é facilmente removido pelo fluxo de gás. Se forem utilizados ar ou nitrogênio, uma grande quantidade de rebarbas de escória preta será produzida.
• Corte de aço inoxidável e liga de alumínio: É imprescindível o uso de nitrogênio de alta pureza. A função do nitrogênio é expelir o metal fundido e prevenir a oxidação. Se a pureza do nitrogênio for insuficiente (recomenda-se acima de 99,9%) ou a pressão for muito baixa, rebarbas se formarão na parte inferior do material devido à oxidação e ao resfriamento insuficiente.

Pressão do gás:

• Pressão muito baixa: Incapacidade de remover eficazmente a escória, resultando no acúmulo de rebarbas no fundo.
• Pressão excessiva: Em chapas finas, a pressão excessiva pode criar vórtices no corte, enfraquecendo o efeito de sopro de escória e possivelmente causando superfícies de corte ásperas e até mesmo grumos fundidos difíceis de remover.

Solução:Consulte os parâmetros recomendados pelo fabricante do equipamento com base no tipo e espessura do material e faça os ajustes necessários. Por exemplo, ao cortar aço carbono de 1 mm, a pressão de oxigênio geralmente fica entre 0,8 e 1,2 bar.

3. Velocidade de corte e potência do laser

• Esses dois precisam combinar perfeitamente.
• Velocidade excessiva: Entrada de energia insuficiente; o material não é completamente derretido e cortado, deixando rebarbas contínuas e pegajosas no fundo.
• Velocidade muito lenta: Entrada excessiva de energia, fazendo com que o material derreta demais, resultando em uma superfície de corte áspera e até mesmo na formação de grumos fundidos difíceis de remover.
• Desequilíbrio de potência: Potência muito baixa equivale a uma velocidade muito alta, e potência muito alta equivale a uma velocidade muito baixa.

Solução:

• Realize testes de parâmetros: Ajuste os demais parâmetros e a velocidade e potência de corte para encontrar a melhor combinação de velocidade e potência. O estado de corte ideal é um padrão semelhante a uma flor, com os ramos se espalhando uniformemente para baixo.

Etapa 2: Verificação do estado do hardware e dos equipamentos

Se os ajustes de parâmetros forem ineficazes, o próprio equipamento precisa ser verificado.

1. Bocal

• Seleção do bocal: O uso de um bocal com diâmetro muito grande (como φ2,0 ou superior) não favorece a concentração do fluxo de gás. Para chapas finas, recomenda-se o uso de um bocal de diâmetro pequeno (como φ1,0 ou φ1,5), que pode gerar um fluxo de gás de maior velocidade e ter um melhor efeito de sopro de escória.
• Condição do bocal: Verifique se há respingos de escória, desgaste ou deformação na abertura do bocal. Um bocal danificado compromete a concentricidade e a estabilidade do fluxo de gás e deve ser substituído o mais breve possível.
• Altura do bocal: A distância entre o bocal e a superfície da placa (geralmente de 0,5 a 1,5 mm) é muito importante. Uma altura muito alta fará com que o fluxo de gás se disperse e o efeito de sopro de escória seja fraco; uma altura muito baixa fará com que o bocal colida facilmente com a placa e seja danificado.

2.Lentes ópticas

• Limpeza: Se o espelho de proteção e o espelho de focalização estiverem contaminados, a potência do laser será reduzida, resultando em diminuição da capacidade de corte e formação de rebarbas. Limpe os espelhos regularmente com etanol anidro e papel para lentes.
• Qualidade: Verifique se há danos microscópicos ou sinais de envelhecimento no revestimento dos espelhos que possam não ser visíveis a olho nu. Substitua-os, se necessário.

3. Feixe de laser

• Concentricidade do feixe: O centro do orifício do bocal deve estar exatamente alinhado com o centro do feixe de laser. Se não estiverem concêntricos, ocorrerão cortes assimétricos, com um lado liso e o outro com rebarbas.
• Método de calibração: Cole uma camada de fita adesiva na frente do bocal, dispare um pulso e observe se o orifício está centralizado no bocal. Se estiver descentralizado, a calibração deve ser realizada de acordo com o manual do equipamento.
• Estabilidade do equipamento: Verifique se há vibrações mecânicas ou folgas no equipamento, pois isso pode afetar a estabilidade do corte.

Etapa 3: Materiais e outros fatores

O próprio material

• Qualidade da superfície: Óleo, ferrugem e revestimentos na superfície da chapa podem aumentar a dificuldade de corte e causar rebarbas. Limpe a chapa antes de cortar.
• Tipo de material: Diferentes marcas e lotes de materiais possuem composições de liga e tratamentos de superfície distintos, o que pode afetar o desempenho de corte. Se você não conseguir cortar bem de forma consistente, experimente um lote ou marca de material diferente.
• Espessura do material: Confirme se a potência do seu laser é suficiente para cortar a espessura desejada. Potência insuficiente resultará diretamente em cortes incompletos e rebarbas.

Resumo e lista de verificação rápida para resolução de problemas

Ao se deparar com problemas de rebarbas, siga esta sequência para uma solução rápida:

1. Primeiro, verifique o gás!

• Para cortar aço carbono: Use oxigênio e verifique se a pressão é suficiente.
• Para cortar aço inoxidável/alumínio: Utilize nitrogênio de alta pureza e verifique a pureza e a pressão.

2. Em seguida, ajuste o foco!

• Realize um teste de foco para encontrar a posição ideal. Para placas finas, tente o desfoque negativo.

3. Em seguida, otimize a velocidade e a potência!

• Realize testes de parâmetros para encontrar a combinação "velocidade-potência" sem rebarbas.

4. Depois disso, verifique o bocal e o caminho óptico!

• Substitua um bico de pequeno diâmetro que tenha boa aparência e seja confortável ao toque.
• Verifique e limpe os espelhos.
• Calibre a concentricidade do bocal e do feixe de laser.

5. Por fim, considere as questões materiais!

• Limpe a superfície da folha ou experimente outra folha para fazer o teste.

Seguindo este processo sistemático de resolução de problemas, a maioria dos problemas de rebarbas no corte a laser de chapas finas pode ser resolvida com eficácia.