A ocorrência de rebarbas durante o corte a laser não afeta apenas a precisão e a aparência das peças, mas também aumenta o custo dos processos de retificação subsequentes. Alcançar um processamento-livre de rebarbas requer controle colaborativo de diversas dimensões, como parâmetros de equipamentos, características de materiais e otimização de processos. Os métodos específicos são os seguintes:
1. Combine com precisão os parâmetros do laser para controlar a produção de energia
A racionalidade dos parâmetros do laser é crucial para evitar rebarbas. Primeiramente,a potência do laser deve ser adaptada à espessura do material: energia insuficiente resultará no corte incompleto do material, deixando metal não{0}}fundido como rebarbas; energia excessiva pode causar-derreter excessivo do material, e o metal líquido resfriado formará rebarbas nodulares. Por exemplo, ao cortar aço de baixo-carbono com espessura de 1 a 3 mm, a potência geralmente é definida entre 1.500 e 3.000 W, enquanto para chapas grossas de 5 a 10 mm, a potência precisa ser aumentada para 3.000 a 6.000 W.
Em segundo lugar,ajuste a velocidade e frequência de corte: uma velocidade muito lenta prolongará o tempo de irradiação do laser no material, expandirá a zona afetada-pelo calor e causará facilmente rebarbas nas bordas; uma velocidade muito rápida levará a um corte incompleto. De modo geral, as placas finas são adequadas para alta velocidade e alta frequência (por exemplo, para placas de aço de 1-2 mm, a velocidade é de 10-15 m/min e a frequência é de 5.000-10.000 Hz), enquanto as placas grossas requerem velocidade e frequência mais baixas (por exemplo, para placas de aço de 8 mm, a velocidade é de 1-3 m/min e a frequência é de 1.000-3.000 Hz).
Além disso,otimizar a posição focal: um foco muito-profundo dispersará a energia, resultando em largura irregular das partes superior e inferior do corte e deixando facilmente rebarbas na parte inferior; um foco muito-superficial causará derretimento excessivo da superfície. Ao cortar metais, o foco geralmente deve estar 0,5-1 mm abaixo da superfície do material e, para materiais não metálicos, pode ser deslocado adequadamente para cima.
2. Selecione razoavelmente gases auxiliares para aumentar o efeito de remoção de escória
Os gases auxiliares desempenham um papel na remoção da escória e no resfriamento da peça durante o corte a laser. Seu tipo, pressão e fluxo afetam diretamente a formação de rebarbas.Para metais ferrosos, como aço carbono, o oxigênio é preferido como gás auxiliar: o oxigênio pode reagir com o metal de forma oxidativa, liberar calor adicional para auxiliar no corte e, ao mesmo tempo, o oxigênio de alta-pressão pode remover rapidamente a escória para reduzir os resíduos. No entanto, a pressão do oxigênio precisa ser controlada, geralmente entre 0,3-0,8 MPa. Pressão muito baixa resultará na remoção incompleta da escória e pressão muito alta causará facilmente oxidação excessiva da aresta de corte, formando rebarbas.
Ao cortar metais não-ferrosos, como aço inoxidável e ligas de alumínio, gases inertes, como nitrogênio, devem ser usados: gases inertes podem evitar a oxidação do material e remover a escória do corte em virtude da alta pressão. A pressão do nitrogênio é geralmente maior que a do oxigênio (0,5-1,2MPa), especialmente para placas espessas. É necessário garantir um fluxo de gás estável para evitar a retenção de escória devido a flutuações de pressão. Além disso, o diâmetro e a distância do bico de gás também precisam ser iguais. Um diâmetro de bico muito-pequeno é propenso à perda de pressão, e um diâmetro muito grande causará difusão de gás. Recomenda-se selecionar um bico com diâmetro de φ1,5-3mm de acordo com a espessura do material e manter a distância entre o bico e a peça de trabalho em 0,5-2mm.
3. Pré-processar materiais para reduzir o impacto de defeitos inerentes
O estado do material em si é a base para um processamento-livre de rebarbas.Certifique-se de que a superfície da matéria-prima esteja plana e livre de camadas de óxido: para placas de metal-enferrujadas ou cobertas de incrustações, a camada de óxido absorverá parte da energia durante o corte a laser, resultando em temperatura de corte irregular e causando facilmente rebarbas. Antes do processamento, a camada de óxido pode ser removida por moagem, decapagem, etc., ou podem ser selecionadas placas com qualidade de superfície qualificada.
Controle a tolerância da espessura do material: se o desvio de espessura dos materiais no mesmo lote exceder 0,1 mm, será difícil para a energia do laser atuar uniformemente no material. As partes finas têm tendência a-derreter demais e as partes grossas têm tendência a deixar rebarbas. Portanto, é necessário selecionar materiais de alta-qualidade com pequena tolerância de espessura e realizar verificações pontuais na espessura da placa antes do corte. Além disso, para materiais revestidos (como placas galvanizadas), é necessário confirmar antecipadamente se o revestimento é resistente a altas-temperaturas para evitar rebarbas formadas pela queima ou derretimento do revestimento e aderência ao corte.
4. Faça manutenção regular do equipamento para garantir uma operação estável
O bom estado do equipamento é o pré-requisito para um processamento contínuo-sem rebarbas.Limpe o espelho de foco e o bico: se a superfície do espelho de focagem estiver contaminada com poeira ou respingos de metal, isso fará com que o foco da energia do laser se desloque e reduza a capacidade de corte; o bloqueio do bico afetará a vazão e a pressão do gás auxiliar, enfraquecendo o efeito de remoção de escória. Recomenda-se limpar o espelho de focagem com um agente de limpeza especial antes da operação todos os dias e desmontar o bico para dragagem e limpeza todas as semanas.
Verifique a precisão do trilho-guia e do sistema de transmissão: o desgaste do trilho-guia ou a folga dos componentes de transmissão farão com que a cabeça de corte se desvie da pista de rolamento, resultando em cortes inclinados e, portanto, em rebarbas. É necessário lubrificar regularmente o trilho-guia, verificar mensalmente o aperto dos componentes da transmissão, como engrenagens e correias, e garantir que a cabeça de corte se mova suavemente e esteja posicionada com precisão. Além disso, calibrar regularmente o caminho óptico do laser para garantir a verticalidade do feixe de laser e a precisão da posição do ponto focal também é uma medida importante para evitar rebarbas.
5. Otimização de Processos para Materiais Especiais
Para materiais altamente refletivos (como ligas de cobre e alumínio) ou materiais de alta{0}}dureza (como ligas de titânio), processos direcionados precisam ser adotados. Ao cortar materiais altamente reflexivos, geradores de laser verde ou azul (com maior taxa de absorção para lasers de comprimento de onda curto) podem ser usados, e a velocidade de corte pode ser reduzida e a potência de pico pode ser aumentada para reduzir o corte incompleto causado pela reflexão de energia. Ao cortar materiais de alta-dureza, o modo de laser pulsado pode ser adotado para perfurar instantaneamente o material por meio de pulsos de-alta frequência, evitando deformações térmicas e rebarbas causadas pela ação-de longo prazo de lasers contínuos.
Concluindo, conseguir um processamento-livre de rebarbas com máquinas de corte a laser é um projeto sistemático. É necessário ajustar os parâmetros com precisão, otimizar os processos auxiliares em combinação com as características do material e fazer um bom trabalho na manutenção dos equipamentos para obter cortes suaves e planos, garantindo a eficiência do corte.
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