Como resolver o problema da perfuração de chapas grossas com resíduos que afetam o corte?

No corte a laser de chapas grossas, o resíduo (escória) gerado pela perfuração afeta a qualidade do corte, sendo um problema comum, porém otimizável. Esses resíduos geralmente são causados ​​por controle inadequado de energia durante o processo de perfuração, incompatibilidade dos parâmetros do gás ou parâmetros de processo inadequados. A seguir, são apresentadas as soluções do sistema e recomendações de otimização:

otimização do processo de perfuração

1. Utilizando perfuração progressiva (perfuração em camadas)

• Para chapas espessas (ex.: > 15 mm), evite o uso de perfuração com potência de pico elevada em uma única operação e utilize incrementos de potência escalonados ou perfuração segmentada para penetrar gradualmente no material e reduzir o respingo de escória.
• Método de operação: Defina o parâmetro “perfuração segmentada” no software de corte, pré-aqueça primeiro com uma potência mais baixa e, em seguida, aumente gradualmente a potência para penetrar.

2. Ajuste os parâmetros de perfuração.

• Reduzir a potência de pico e prolongar o tempo de perfuração:Reduzir os respingos de material fundido causados ​​por explosões instantâneas de energia.
• Aumentar a frequência de perfuração (ciclo de trabalho):Controle o ritmo de saída da energia do pulso de laser para evitar derretimento excessivo.
• Exemplo de referência de parâmetros (usando aço carbono de 20 mm como exemplo):
• Potência: 1000-1500W (ajustável de acordo com a capacidade do equipamento)
• Tempo de perfuração: 1,5 a 3 segundos
• Frequência de pulso: 200-500 Hz
• Pressão de gás auxiliar: ajuste faseado (ver abaixo)

Controle auxiliar de gás

1. Otimização do tipo e da pressão do gás

• Aço carbono: O oxigênio (O₂) é usado como gás auxiliar, mas a pressão precisa ser controlada. Na fase de perfuração, pode-se usar inicialmente uma pressão mais baixa (0,5-1 bar) e, em seguida, a pressão de corte pode ser aumentada para uma pressão mais alta (1,5-2,5 bar) após a penetração, para evitar a reação excessiva do oxigênio e a produção de uma grande quantidade de escória.
• Aço inoxidável/aço liga: utilize nitrogênio (N₂) ou ar, em pressão média e baixa (6-10 bar) para perfuração, e após a penetração, passe para corte com nitrogênio de alta pureza e alta pressão.

2. Atraso no fornecimento de gás e desligamento antecipado

• Trocar o gás antes da perfuração ser concluída: mudar para os parâmetros de gás de corte quando a penetração estiver prestes a ser concluída para ajudar a remover a escória do furo.
• Aumente o tempo de pré-sopragem de gás: sopre de 0,5 a 1 segundo antes da perfuração para limpar a área do furo e resfriar o material circundante.

Posição de foco e ajuste do bocal

1. Posição de foco

• Ao perfurar, utilize um grau de desfocagem relativamente negativo (o foco fica abaixo da superfície da chapa) para aumentar a abertura e facilitar a descarga da escória. Por exemplo, em um aço carbono de 20 mm, o ponto focal pode ser posicionado de 3 a 5 mm abaixo da superfície.
• Após a penetração, ajuste o foco para a melhor posição de acordo com os requisitos de corte.

2. Seleção e altura do bocal

• Utilize bicos de diâmetro maior (como φ2,0-φ3,0 mm) para melhorar a cobertura de gás e promover a descarga de escória.
• Certifique-se de que a altura do bocal seja moderada (geralmente de 1,0 a 2,0 mm) para evitar a difusão de gás causada por uma altura excessiva e danos por pulverização catódica causados ​​por uma altura insuficiente.

Caminho do processo e habilidades de programação

1. Orifício pré-perfurado para chumbo

• Para chapas de espessura ultra-alta (ex.: > 30 mm), furos-piloto de pequeno diâmetro podem ser perfurados mecanicamente primeiro, e então o corte a laser pode ser iniciado a partir desses furos-piloto para evitar a perfuração direta.

2. Defina o deslocamento do ponto de perfuração.

• Ao programar, faça com que o ponto de perfuração se desvie da linha de contorno real em 1 a 2 mm e, em seguida, mova-se do ponto de deslocamento para a linha de contorno durante o corte para evitar a área de acúmulo de resíduos.

3. Otimização do percurso de corte

• Perfurações em espiral ou pontos iniciais de corte circulares são usados ​​para espalhar a escória na área sem corte.

Inspeção de equipamentos e manutenção

1. Estado do laser

• Verifique se a potência de saída está estável, certifique-se de que a lente/espelho protetor esteja limpo e evite perfurações insuficientes que causem atenuação de energia.

2. Pureza e fluxo de gás

• Assegure-se da pureza do gás (especialmente nitrogênio/oxigênio) e verifique regularmente se o fluxo de gás está bloqueado ou com vazamentos.

3. O bocal está alinhado com o componente óptico.

• Calibre regularmente a concentricidade do bocal e do feixe de laser para garantir a simetria do fluxo de gás.

Materiais e fatores ambientais

1. Tratamento de superfície da placa

• Antes de cortar a chapa, limpe a camada de ferrugem, manchas de óleo ou revestimento da superfície para reduzir a participação de impurezas na reação.

2. Planicidade da placa

• Certifique-se de que a placa esteja plana e evite espaços que causem vazamento de gás e reflexão de energia.

Recomendação para o processo de depuração de parâmetros

1. Primeiro, fixe os outros parâmetros, ajuste gradualmente o tempo e a potência de perfuração, observe a quantidade de escória gerada e encontre o ponto de equilíbrio.

2. Registre os parâmetros de otimização e estabeleça o banco de dados do processo para diferentes materiais/espessuras.

3. Testes e verificação: diversos testes de perfuração são realizados no material residual para confirmar a redução da escória antes do corte formal.

Resumo: Verificação rápida dos pontos principais

Com o ajuste abrangente descrito acima, o resíduo de perfuração da chapa grossa pode ser significativamente reduzido, melhorando a qualidade e a eficiência do corte. Caso o problema persista, recomenda-se entrar em contato com o fabricante do equipamento para testes de hardware ou suporte ao processo.