1. El efecto de la velocidad de corte en la calidad del corte.
Para una densidad de potencia láser y un material determinados, la velocidad de corte se ajusta a una fórmula empírica. Mientras el umbral sea superior al umbral de paso, la velocidad de corte del material es proporcional a la densidad de potencia láser; es decir, al aumentar la densidad de potencia, aumenta la velocidad de corte. La densidad de potencia mencionada aquí está relacionada no solo con la potencia de salida del láser, sino también con el modo de calidad del haz. Además, las características del sistema de enfoque del haz, es decir, el tamaño del punto después del enfoque, también influyen considerablemente en el corte láser.
El máquina de corte por láser de fibra La velocidad de corte es inversamente proporcional a la densidad (gravedad específica) y al espesor del material a cortar. Si se mantienen constantes otros parámetros, los factores que aumentan la velocidad de corte son: aumentar la potencia (en un rango determinado, como 500 ~ 2000 W); mejorar el modo del haz (por ejemplo, de modo de orden alto a modo de orden bajo hasta TEM00); reducir el tamaño del punto de enfoque (como el enfoque de lentes de distancia focal corta); cortar materiales con baja energía de evaporación inicial (como plástico, plexiglás, etc.); cortar materiales de baja densidad (como pino blanco, etc.); cortar materiales delgados.
Especialmente para materiales metálicos, la velocidad de corte láser puede tener un rango de ajuste relativo, manteniendo otras variables del proceso y una calidad de corte satisfactoria. Este rango de ajuste es ligeramente mayor que al cortar metal fino. En ocasiones, la menor velocidad de corte también provoca que el material termofusible dañe la superficie de la boca, haciendo que la superficie de corte sea rugosa.
2. El efecto del ajuste de la posición de enfoque en la calidad del corte
Dado que la densidad de potencia del láser influye considerablemente en la velocidad de corte, la elección de la distancia focal del objetivo es fundamental. Una vez enfocado el haz láser, el tamaño del punto focal es proporcional a la distancia focal del objetivo. Tras enfocar el haz con el objetivo de distancia focal corta, el tamaño del punto focal es pequeño y la densidad de potencia en el punto focal es alta, lo cual resulta beneficioso para el corte de materiales. Sin embargo, su desventaja es que la profundidad de enfoque es muy corta y el margen de ajuste es ajustable. Por su tamaño pequeño, generalmente es adecuado para el corte a alta velocidad de materiales delgados. Dado que el teleobjetivo largo tiene una amplia profundidad focal, es adecuado para cortar piezas gruesas siempre que tenga suficiente densidad de potencia.
Tras determinar la lente de distancia focal a utilizar, la posición relativa del foco respecto a la superficie de la pieza es fundamental para garantizar la calidad del corte. Debido a la alta densidad de potencia en el foco, en la mayoría de los casos, la posición del foco al cortar se encuentra justo en la superficie de la pieza o ligeramente por debajo de ella. Garantizar una posición relativa constante del foco respecto a la pieza durante todo el proceso de corte es fundamental para obtener una calidad de corte estable. En ocasiones, la lente se calienta debido a una refrigeración deficiente, lo que provoca un cambio en la distancia focal, lo que requiere un ajuste oportuno de la posición del foco.
Cuando el enfoque está en una mejor posición, la ranura es más pequeña y la eficiencia es mayor, y la mejor velocidad de corte puede obtener mejores resultados de corte.
En la mayoría de las aplicaciones, el enfoque del haz se ajusta justo debajo de la boquilla. La distancia entre la boquilla y la superficie de la pieza de trabajo suele ser de unos 1,5 mm.
3. Influencia de la presión del gas auxiliar en la calidad del corte
En general, se requiere gas auxiliar para el corte de materiales, y el problema radica principalmente en el tipo y la presión de este. Normalmente, este gas se expulsa coaxialmente con el haz láser, protegiendo la lente de la contaminación y eliminando la escoria en la parte inferior de la zona de corte. Para materiales no metálicos y algunos metálicos, se utiliza aire comprimido o gas inerte para tratar los materiales fundidos y evaporados, a la vez que se suprime la combustión excesiva en la zona de corte.
Para la mayoría de los cortes láser de metal, se utiliza gas reactivo (como O₂) para generar una reacción exotérmica oxidativa con el metal caliente. Este calor adicional puede aumentar la velocidad de corte entre un tercio y la mitad.
La presión del gas es un factor fundamental para garantizar la presencia de gas auxiliar. Al cortar materiales delgados a alta velocidad, se requiere una mayor presión de gas para evitar que la escoria se adhiera al reverso del corte (la escoria caliente también dañará los recortes de la pieza). Cuando el espesor del material aumenta o la velocidad de corte es lenta, la presión del gas debe reducirse adecuadamente. Para evitar que los recortes de plástico se escarchen, también es preferible cortar a una presión de gas menor.
La práctica del corte láser demuestra que cuando el gas auxiliar es oxígeno, su pureza tiene un impacto significativo en la calidad del corte. Una reducción de 2% en la pureza del oxígeno reduce la velocidad de corte en 50%, lo que resulta en una calidad de corte significativamente peor.
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