Tecnologia de perfuração de corte.
Como regra geral, fazer um pequeno furo na chapa metálica é necessário para qualquer processo de corte a quente, com apenas algumas exceções onde o corte pode começar na borda da chapa metálica.
No passado, um furo era perfurado usando um molde de punção em uma máquina de estampagem a laser antes do início do processo de corte a laser.
Existem dois métodos fundamentais para corte a laser sem o uso de um dispositivo de estampagem:
Perfuração de jateamento
Durante a irradiação contínua do laser, o material forma um buraco no centro, que é rapidamente removido pelo fluxo de oxigênio que acompanha o feixe de laser, resultando na formação de um buraco.
O tamanho de um furo típico é determinado pela espessura da placa.
O diâmetro médio da perfuração de detonação é aproximadamente metade da espessura da placa, o que significa que as perfurações em placas mais espessas são maiores e não circulares.
Este método não deve ser utilizado em peças que necessitam de alta precisão na usinagem, sendo adequado apenas para sucata.
Além disso, a pressão de oxigênio utilizada durante o processo de perfuração é a mesma utilizada no corte, o que resulta em respingos excessivos.
Perfuração de pulso
Um laser pulsado com potência de pico é utilizado para derreter ou vaporizar uma pequena quantidade de material. Ar comum ou nitrogênio são empregados como gás auxiliar para reduzir a expansão do furo devido à oxidação exotérmica. A pressão do gás é inferior à utilizada no corte com oxigênio. Cada pulso do laser produz pequenas partículas que são expelidas e penetram gradativamente. Como resultado, a perfuração de uma placa espessa pode levar vários segundos.
Terminada a perfuração, o gás auxiliar é imediatamente substituído por oxigênio para corte. Isso resulta em um diâmetro de perfuração menor e uma perfuração de maior qualidade em comparação com o jateamento. Para conseguir isso, o laser não deve apenas ter uma potência de saída mais alta, mas também características precisas de tempo e espaço do feixe. O laser de CO2 de fluxo geral não atende a esses requisitos.
Além disso, a perfuração por pulso requer um sistema de controle de gás confiável para regular o tipo de gás, a pressão e o tempo de perfuração. Para obter cortes de alta qualidade durante a perfuração pulsada, a transição da perfuração pulsada para o corte contínuo deve ser levada a sério.
Em teoria, as condições de corte como distância focal, posição do bico e pressão do gás durante o período de aceleração podem ser alteradas. Porém, na produção industrial é mais prático alterar a potência média do laser. Isto pode ser conseguido alterando a largura do pulso, a frequência ou ambas. A pesquisa mostrou que a última abordagem produz os melhores resultados.
Análise da deformação do corte de pequenos furos (pequenos diâmetros e espessuras).
A razão para isso é porque, ao usinar um furo, o cortador a laser de alta potência não usa o método de perfuração por jateamento, mas em vez disso emprega perfuração por pulso (punção suave). Isso faz com que a energia do laser fique muito concentrada em uma área pequena, fazendo com que a área sem processamento carbonize e resultando na deformação do furo e na degradação da qualidade do processamento.
Neste caso, é necessário passar da perfuração por pulso (punção suave) para a perfuração por jateamento (punção comum) no procedimento de processamento para resolver o problema.
Por outro lado, para máquinas de corte a laser menos potentes, é aconselhável usar a perfuração pulsada para obter um melhor acabamento superficial para cortes de pequenos furos.
A peça apresenta rebarba ao cortar aço baixo carbono, como resolver.
De acordo com os princípios de funcionamento e design do corte a laser CO2, são analisados os seguintes como principais motivos para a formação de rebarbas na peça:
- Posição incorreta do foco do laser: É necessário um teste de posição do foco para ajustar o deslocamento com base no foco.
- Potência de saída do laser insuficiente: É necessário verificar se o gerador de laser está funcionando corretamente. Se estiver, verifique se o valor de saída do botão de controle do laser está definido corretamente e ajuste adequadamente.
- Velocidade de corte lenta: A linha de corte precisa ser acelerada através do controle de operação.
- Baixa pureza do gás de corte: É necessário fornecer gás de corte de alta qualidade.
- Migração do foco do laser: É necessário um teste de localização do foco para ajustar o deslocamento com base no foco.
- Instabilidade causada pela operação prolongada do cortador a laser: O cortador a laser precisa ser desligado e reiniciado.
Análise da rebarba na peça ao cortar chapa de aço inoxidável e alumínio-zinco com o cortador a laser.
No caso da situação acima, ao cortar aço com baixo teor de carbono, deve-se considerar inicialmente os fatores que podem causar rebarbas.
Porém, o simples aumento da velocidade de corte pode não resolver necessariamente o problema, pois o aumento da velocidade nem sempre permite a perfuração da chapa. Isto é especialmente importante no processamento de placas de alumínio-zinco.
Nesse cenário, outros fatores da máquina de corte a laser também devem ser levados em consideração, como a necessidade de substituição do bico e a verificação da estabilidade do movimento da guia.
Análise do estado de corte incompleto do laser.
Após análise, são identificadas como principais causas de processamento instável:
Seleção incorreta do bico laser para espessura da placa;
A velocidade de corte é muito alta e precisa ser diminuída.
Também é fundamental observar que ao cortar uma placa de aço carbono de 5mm com uma máquina de corte a laser, é necessário substituir a lente laser de distância focal de 7,5″.
A solução para faíscas anormais aparece no corte de aço com baixo teor de carbono.
Esta situação pode impactar na qualidade das seções cortadas das peças. Se outros parâmetros estiverem normais, considere as seguintes causas potenciais:
- Perda do bico laser, que deverá ser substituído imediatamente.
- Se um novo bico não for substituído, a pressão do gás de corte deverá ser aumentada.
- A rosca do parafuso que conecta o bico e a cabeça de corte a laser pode estar solta. Se for esse o caso, você deve parar de cortar imediatamente, inspecionar a conexão da cabeça do laser e apertar a rosca do parafuso.
Seleção de pontos de punção durante o corte a laser.
O princípio de funcionamento do corte por feixe de laser:
Durante o processo de corte, o material é submetido à radiação laser contínua, o que resulta em uma depressão no centro. O fluxo de ar de trabalho com o feixe de laser remove rapidamente o material derretido, criando um buraco. Este furo se assemelha a um furo roscado no corte de rosca.
O raio laser utiliza este furo como ponto de partida para o corte de contorno. Normalmente, a direção do feixe de laser na trajetória de voo é perpendicular à direção tangente do contorno de corte da peça processada.
Como resultado, desde o momento em que o feixe de laser penetra na chapa de aço até o momento do corte do contorno, ocorre uma grande mudança na velocidade de corte na direção do vetor. Especificamente, o vetor gira 90°, fazendo com que a direção tangencial perpendicular ao perfil de corte se sobreponha ao contorno de corte. Em outras palavras, o ângulo com a tangente do contorno torna-se 0°.
Esta rápida mudança na direção do movimento vetorial do feixe de laser resulta em uma superfície de corte áspera na seção cortada do material processado.
Em geral, quando não há requisitos de rugosidade para o corte da superfície no projeto, o controle manual não será definido na programação do corte a laser e o software de controle gerará automaticamente pontos de punção. Porém, quando o projeto exige uma elevada rugosidade para a seção de corte, é importante levar esta questão em consideração.
O ajuste manual da posição inicial do feixe de laser, ou seja, o controle manual do ponto de punção, é normalmente necessário. Isso envolve mover o ponto de punção gerado pelo programa de laser para uma posição razoável que atenda aos requisitos de precisão superficial das peças usinadas.
