A relação entre o foco do corte a laser e as rebarbas.

A posição focal no corte a laser tem uma relação direta e determinante com a formação de rebarbas.Em resumo, a posição focal afeta diretamente a distribuição de energia do feixe dentro do material, determinando assim a qualidade do corte, a eficiência da expulsão do material fundido e se, eventualmente, se formarão rebarbas.As relações estão detalhadas abaixo.

Princípio básico: como a posição do foco afeta o processo de corte

O princípio do corte a laser consiste em irradiar a peça de trabalho com um feixe de laser de alta densidade de energia, fazendo com que ela derreta ou vaporize rapidamente, enquanto um辅助Um gás (como oxigênio ou nitrogênio) expulsa o material fundido, formando o corte.

Foco: O ponto onde a energia do feixe de laser está mais concentrada e o seu tamanho de ponto é menor.

Posição do foco: refere-se à localização do ponto focal em relação à superfície da peça. Divide-se em três casos:

1. Desfocagem positiva: O ponto focal está localizado acima da superfície da peça de trabalho.

2. Desfocagem negativa: O ponto focal está localizado abaixo da superfície da peça de trabalho.

3. Desfoque zero: O ponto focal está precisamente na superfície da peça de trabalho.

Relação específica entre a posição de foco e a rebarba

A natureza da rebarba reside no fato de que o material fundido residual, que não foi completamente removido pelo jato de ar, solidifica-se novamente na base do corte. A posição do foco afeta a rebarba principalmente influenciando o formato do corte e a força do fluxo de ar.

1. está fora de foco (foco na peça de trabalho)

• Distribuição de energia: Após o feixe penetrar no material, ele diverge e a densidade de energia diminui gradualmente de cima para baixo. A energia é mais intensa na superfície superior e mais fraca na superfície inferior.
• Formato da incisão: é fácil formar uma incisão em forma de V, com a parte superior larga e a inferior estreita.

Efeito na rebarba:

• Devido à energia insuficiente na parte inferior, a parte inferior do material não pode ser completamente derretida ou gaseificada.
• A vazão do gás auxiliar é acelerada na parte inferior estreita, mas a força de sopro pode não ser suficiente para remover completamente a massa fundida viscosa.

Resultados: É fácil produzir um grande número de rebarbas persistentes na superfície inferior. Esta é uma das causas mais comuns de rebarbas.

2. Desfocagem negativa (foco abaixo da peça de trabalho)

• Distribuição de energia: o feixe converge dentro do material, e a densidade de energia atinge o máximo na parte central ou inferior do material.
• Formato da incisão: fácil de formar uma incisão em forma de tambor na cintura, com as partes superior e inferior estreitas e a parte central larga.

Efeito na rebarba:

• A vantagem é que a energia na base é insuficiente e o material pode ser derretido de forma mais completa.
• No entanto, o meio da incisão é a parte mais larga, o que pode fazer com que o fluxo de ar se espalhe nessa região e enfraqueça a força do sopro ao atingir a parte inferior.
• Se os parâmetros não estiverem devidamente ajustados, o material fundido ainda poderá aderir ao fundo devido à má limpeza da linha.

Resultados: Comparado com o desfoque positivo, a condição das rebarbas será melhorada, mas uma pequena quantidade de rebarbas macias ainda poderá ser produzida. Para o corte de chapas grossas, o desfoque negativo é usado às vezes para garantir que o fundo seja cortado completamente.

3. Desfocagem zero ou foco ideal (foco na superfície da peça ou em uma profundidade específica)

• Distribuição de energia: A área de maior concentração de energia está localizada na superfície da peça, o que é ideal para o corte de chapas finas. Para chapas grossas, geralmente é necessário um ponto de foco ideal, ou seja, o foco penetra a uma certa profundidade no material (por exemplo, 1/3 da espessura da chapa) para equilibrar a energia na superfície e na base.
• Formato da incisão: a incisão vertical paralela, que é a mais ideal.

Efeito na rebarba:

• A distribuição de energia em toda a área de incisão é relativamente uniforme, e o material pode ser derretido de forma contínua e estável.
• Os cortes paralelos proporcionam uma passagem suave para o gás auxiliar, que pode transportar energia cinética suficiente para descarregar suavemente o material fundido pela parte inferior.

Resultado: Este é o melhor estado para obter incisões sem rebarbas ou com pouquíssimas rebarbas. O material fundido foi removido "limpamente", sem deixar resíduos.

Resumo e analogia

Você pode entender assim:

• Está fora de foco: como um "cinzel cego", a parte superior é muito dura, mas a parte inferior é áspera, só consegue "desbastar" o material, deixando uma superfície irregular.
• Desfoque negativo: Semelhante a uma "explosão" dentro do material, embora possa ocorrer uma explosão, a saída pode não ser perfeita e trará alguns detritos.
• O foco ideal: como um "bisturi afiado", cortando com precisão de cima para baixo, limpo e preciso.

Guia Prático: Como Ajustar o Foco com Base em Falhas Técnicas

Na prática, caso sejam encontradas rebarbas, os seguintes passos devem ser seguidos para verificação e ajuste:

1. Observe o formato da rebarba:

• Há muitas rebarbas duras e granulares no fundo: é provável que o fundo não tenha sido cortado completamente devido ao desfoque (foco muito alto) ou potência insuficiente/velocidade muito alta. O foco deve ser ajustado para baixo.
• Há uma pequena quantidade de rebarba macia e fácil de se desprender na parte inferior: pode ser desfocagem negativa (foco muito baixo) ou pressão de gás insuficiente/gás impuro que impede a expulsão do material fundido. Você pode tentar ajustar o foco para cima e verificar os parâmetros do gás.

2. Calibração e teste de foco:

• Utilize um instrumento de apontamento de foco para determinar com precisão a posição de foco zero.
• No software de parâmetros de corte, o ajuste do valor ± geralmente é feito com base no ponto 0. Realize 1 conjunto de testes de foco (por exemplo, de +1 a -3 em incrementos de 0,5), corte a mesma figura e observe qual posição apresenta o corte mais suave e com menos rebarbas. Essa posição representa o foco ideal para os materiais, espessuras e equipamentos em questão.

OOutros fatores-chave que afetam as falhas (a serem considerados na coordenação)

O foco não é o único fator e deve ser otimizado em conjunto com outros parâmetros do processo:

Gás auxiliar:

Pressão:Pressão insuficiente não consegue remover a escória de forma eficaz; pressão excessiva pode causar turbulência, o que afetará a estabilidade.

Pureza:Principalmente no corte de aço inoxidável, é importante usar nitrogênio de alta pureza (99,99% ou mais). O oxigênio residual formará escória oxidada e agravará as rebarbas.

Velocidade de corte:Se a velocidade for muito alta, a entrada de energia é insuficiente e o material não é completamente cortado, formando rebarbas na parte inferior; se a velocidade for muito baixa, pode ocorrer ablação excessiva, cortes grosseiros e também a formação de rebarbas.

Potência do laser:Potência e velocidade adequadas. A potência é insuficiente para cortar caminho.

Bocal:A abertura, a altura e a concentricidade do bocal afetam diretamente o fluxo de ar. A falta de concentricidade é uma causa comum de cortes irregulares e rebarbas.

O material em si:A composição do material e o estado da superfície (como a presença de ferrugem ou óleo) também têm impacto.

A posição do foco é o principal parâmetro de ajuste para controlar as rebarbas no corte a laser.A posição focal ideal cria um corte vertical e suave, permitindo que o gás auxiliar descarregue o material fundido de forma eficiente. Ao se deparar com um problema de rebarbas, você deve primeiro realizar um teste de foco sistemático para encontrar o ponto ideal e, em seguida, ajustar outros parâmetros, como gás e velocidade, para obter um corte perfeito e sem rebarbas.