Quando escolher o foco negativo para corte a laser

O “foco negativo” (também conhecido como “foco inferior” ou “foco dentro da placa”) da máquina de corte a laser é o processo mais importante para ajustar a posição do foco do laser. Em termos simples, foco negativo refere-se a posicionar o foco do laser abaixo da superfície do material a ser cortado. O uso do foco negativo baseia-se principalmente nos seguintes princípios e objetivos: quando o foco está dentro do material, o tamanho do ponto do feixe na superfície do material torna-se maior e a densidade de energia é relativamente reduzida. No entanto, isso é vantajoso em certas situações, pois cria um caminho de luz mais amplo e afilado, o que é benéfico.

1. Descarga de escória:Uma incisão mais ampla permite que gases auxiliares (como oxigênio e nitrogênio) dissipem o metal fundido de forma mais eficaz, evitando que a escória fique presa.

2. Obtenha melhor qualidade de seção:Para materiais mais espessos, pode-se obter uma seção de corte mais vertical e suave.

3. Proteja a lente:Ao direcionar o foco para baixo, é possível evitar que o respingo gerado pelo corte retorne diretamente à lente de foco.

Quando você deve usar o foco negativo (principal cenário de aplicação)?

1. Corte de materiais metálicos mais espessos (especialmente aço carbono)

• Este é o cenário de aplicação mais importante do foco negativo.
• Motivo: Ao cortar chapas grossas, é necessário um tempo de ação energética maior para fundir toda a espessura. O uso de coque negativo (geralmente de 1/3 a 1/2 da espessura da chapa) pode expandir a largura da parte superior do corte, permitindo que o oxigênio (no caso do corte de aço carbono) entre suavemente na parte inferior do corte, mantendo uma reação exotérmica de oxidação suficiente e removendo a escória de forma uniforme. Se for utilizado foco positivo ou foco zero (foco na superfície ou acima dela), a parte superior do corte fica muito estreita, o que pode facilmente levar a um corte opaco na parte inferior, acúmulo excessivo de escória e uma seção irregular.
• Referência empírica: Ao cortar chapas de aço carbono com mais de 6 mm de espessura, geralmente é necessário começar usando coque negativo.
• À medida que a espessura aumenta, a quantidade de foco negativo (a profundidade de foco no material) precisa aumentar proporcionalmente. Por exemplo, ao cortar aço carbono de 20 mm, o ponto focal pode ser definido de 3 a 5 mm abaixo da superfície.

2. A busca por uma seção de corte de alta qualidade

• Quando existem requisitos rigorosos de verticalidade, suavidade e cortes sem escória, mesmo para materiais de espessura média, um foco ligeiramente negativo pode ser usado para otimizar o fluxo de ar e a distribuição de energia.

3. Ao realizar a operação de perfuração

• Para evitar que os respingos de escória em alta temperatura gerados durante a perfuração danifiquem a lente, o foco geralmente é ajustado para foco negativo durante a perfuração (baixa energia e posição profunda) e, em seguida, o foco é ajustado para a posição de ajuste necessária para o corte após a conclusão da perfuração.

Quando você não deve usar o foco negativo

1. Material em folha cortada (geralmente <3mm)

• Motivo: corte de chapas finas em busca de velocidade e precisão. O uso de foco zero ou foco positivo leve permite um ponto de contato mínimo e a energia mais concentrada, resultando em cortes mais estreitos, velocidades mais altas e cortes mais finos.

2. Ao realizar usinagem de alta precisão

• O motivo: Para garantir o menor tamanho de ponto e a maior precisão dimensional, o foco geralmente é definido na superfície do material (foco zero).

3. Ao usar nitrogênio para cortar aço inoxidável e obter uma superfície brilhante.

• Motivo: O corte de aço inoxidável com nitrogênio utiliza a energia do laser para fundir o material e, em seguida, usa nitrogênio em alta pressão para remover o material fundido sem reação com o oxigênio. Para obter um efeito de corte vertical, liso e com "superfície brilhante" sem oxidação, geralmente utiliza-se foco zero ou foco ligeiramente positivo para garantir a concentração de energia e cortes estreitos e precisos.

Como determinar a quantidade ideal de foco negativo?

Não existe um valor fixo, e a melhor posição de foco precisa ser determinada por meio de testes de processo e é afetada pelos seguintes fatores:

• Tipo de material:Aço carbono, aço inoxidável e alumínio têm estratégias de foco diferentes.
• Espessura do material:Quanto maior a espessura, geralmente maior a quantidade de foco negativo.
• Corte de gás:O corte com oxigênio e o corte com nitrogênio possuem estratégias de foco diferentes.
• Potência e modo do laser:Máquinas com diferentes potências e qualidades de feixe (como modo único versus multimodo) possuem diferentes posições de foco ideais.

O método de teste mais comum é:

1. Calibração de foco:Primeiro, encontre a posição de "foco zero" da superfície do material (normalmente a máquina possui um programa de calibração automático ou manual).

2. Elaboração de amostras para testes de foco:Sob a mesma potência, velocidade e pressão de gás, corte uma série de linhas retas ou padrões em diferentes posições de foco (por exemplo, de 3 mm a -3 mm, um passo a cada 0,5 mm ou 1 mm).

3. Efeito da avaliação:Observe a qualidade da seção, a verticalidade, a condição de suspensão da escória, a largura da fenda e se o fundo de cada corte foi cortado.

4. Selecione o melhor ponto:Qualidade de corte abrangente, estabilidade e eficiência, selecione a melhor posição de foco como parâmetros de processo sob a espessura do material.

Resumo

Princípio fundamental: A posição de foco específica é sempre uma função do material, da espessura, da potência da máquina e da qualidade exigida. Os parâmetros de processo ideais devem ser obtidos por meio de testes e validação em campo.Ao operar o equipamento, certifique-se de consultar o manual de parâmetros do processo fornecido pelo fabricante e ajustá-lo de acordo com o efeito de corte real.