Selección de boquillas de corte por láser: Consejos de corte | MachineMFG

Selección de boquillas de corte por láser: Consejos de corte

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La elección correcta de la boquilla de corte por láser duplica la eficacia.

Aunque pueda parecer una pieza pequeña y poco visible, su papel no es insignificante. Tiene que resistir el rebote de los restos fundidos y controlar el área y el tamaño de la difusión de gas.

Por lo tanto, la calidad de la boquilla para cabezal de corte láser es uno de los factores importantes que determinan la calidad del corte por láser. Hoy hablaremos de cómo elegir la boquilla adecuada.

I. ¿Existe una gran diferencia entre boquillas de distintas calidades?

Sí, hay una diferencia significativa, ya que el material y la precisión de la boquilla desempeñan un papel decisivo en la conductividad, la conductividad térmica, la dificultad de ajuste y la protección del cabezal láser.

Una buena boquilla puede proteger la lente óptica en el interior del cabezal de corte y liberar gas auxiliar a la superficie y hendidura del material de corte, guiando el gas para ayudar en el corte y eliminando la escoria, dejando un corte limpio.

Por lo tanto, la calidad de la boquilla afecta directamente a la vida útil del cabezal de corte y a la calidad de la pieza que se corta.

En general, las boquillas que vienen con el cabezal de corte original tienen un precio más elevado, lo que ha hecho que las boquillas de terceros sean muy populares. Sin embargo, no todos los fabricantes de terceros tienen capacidad de producción para este tipo de consumibles.

En la guerra de precios de láser de fibra en los últimos años, los precios de los accesorios de las cortadoras láser también han bajado. Perseguir ciegamente precios bajos e ignorar la calidad resultará más perjudicial que beneficioso.

II. ¿Cuáles son las consecuencias de una selección incorrecta de boquillas?

Si el diseño y el mantenimiento de la boquilla no son adecuados, la precisión del proceso puede ser insuficiente, lo que provoca una reducción del caudal de gas y una dirección inestable del flujo de aire, que puede afectar a la fusión de los materiales durante el proceso de corte y producir restos fundidos. Los materiales más gruesos pueden incluso llegar a ser imposibles de cortar.

Seleccionar una boquilla demasiado grande

Rayas superiores rugosas y líneas de arrastre inferiores (izquierda)
Franjas superiores rugosas con bordes dentados (derecha)

Seleccionar una boquilla demasiado pequeña

Corte incompleto (izquierda) Corte por capas (derecha)

III. ¿Cuáles son los tipos de boquillas?

En la actualidad, existen dos tipos principales de diseños de toberas: "tobera de baja velocidad" (el caudal de gas es inferior a la velocidad del sonido) y "tobera de alta velocidad" (el caudal de gas se aproxima a la velocidad del sonido).

Los factores que afectan al rendimiento de la boquilla son la presión del gas en la cavidad del cabezal de corte, el diámetro de la boquilla, la forma interna de la boquilla y la forma de la salida de la boquilla.

El principio de funcionamiento de una tobera de alta velocidad es similar al principio de escape de un cohete o motor a reacción, que tiene un efecto acelerador sobre el gas que entra en la tobera. Por lo tanto, una boquilla de alta velocidad puede producir mejores resultados de corte para materiales viscosos.

Si se utiliza una boquilla normal de baja velocidad, la presión superficial de la pieza fluctuará significativamente a medida que cambie la altura de corte, lo que puede dar lugar a resultados de corte insatisfactorios.

IV. ¿Cómo elegir una boquilla?

El corte por láser está reconocido actualmente como uno de los métodos más eficaces, de alta calidad y precisos de procesamiento de metales.

Hay varios factores que afectan al corte por láser, y la boquilla es uno de ellos. Seleccionar la boquilla adecuada al cortar diferentes materiales puede simplificar el proceso. Pero, ¿cómo podemos elegir correctamente la boquilla adecuada? Veámoslo hoy.

La boquilla, también conocida como tobera de cobre, es uno de los componentes más importantes en el corte por láser. Situada en el extremo inferior del cabezal de corte, tanto el rayo láser como el gas auxiliar actúan sobre el material de corte a través de la boquilla. Su función principal es recoger el gas auxiliar y formar alta presión, liberándolo sobre la superficie y en el corte del material de corte.

De este modo, se elimina el material fundido y vaporizado durante el proceso de corte, dejando un corte limpio. Al mismo tiempo, impide que contaminantes como la escoria fundida y el polvo reboten hacia arriba, protegiendo así la lente interna.

Apertura de la boquilla del cabezal de corte por láser

Para conseguir mejores secciones de corte, es necesario controlar la concentricidad del rayo láser y el centro de la boquilla, que es uno de los factores importantes que afectan a la calidad del corte. Por lo tanto, la boquilla debe ser coaxial con el rayo láser para obtener mejores secciones de corte.

Cuando el centro de la boquilla y el centro del rayo láser no son coaxiales, los efectos sobre la calidad del corte son los siguientes:

  1. El gas de corte se pulveriza desde el centro de la boquilla, que es el punto central donde se debe cortar la placa. Si el láser no se encuentra en el centro de la boquilla, habrá una desviación entre el punto de acción del láser y el real, lo que provocará una incoherencia notable entre el corte real y el efecto esperado.
  2. Si el láser no está en el centro de la boquilla, el haz golpeará la pared interior de la boquilla durante el funcionamiento normal, lo que puede quemar gravemente la boquilla y afectar al efecto de corte real.

Para verificar si el rayo láser y la boquilla son coaxiales, es necesario seguir los siguientes pasos para realizar la prueba:

el rayo láser y la boquilla son coaxiales
  1. Pega un trozo de cinta adhesiva transparente sobre la abertura de la boquilla, con el borde circular completamente superpuesto a la cinta;
  2. Ajuste la potencia del dispositivo a unos 100 W y utilice el modo de disparo por puntos para irradiar la cinta transparente con el láser;
  3. Retire la cinta transparente y observe la relación entre el borde circular y la posición del orificio láser.

Si el orificio se encuentra en el centro del círculo, significa que el rayo láser y la tobera son coaxiales y no es necesario realizar ningún ajuste. Si el orificio no es coaxial con el centro del círculo, o si el orificio no se puede ver (el rayo láser golpea la pared interior de la boquilla), es necesario ajustar el tornillo de ajuste en el cabezal de corte láser. Repita los pasos 1-3 hasta que el orificio del láser coincida con el centro de la boquilla.

Selección del tipo de boquilla:

Las boquillas se dividen en monocapa y bicapa. Las boquillas monocapa tienen velocidades de flujo de gas relativamente lentas y se suelen utilizar para cortar metales como acero inoxidable, aleaciones de aluminio y cobre, a menudo utilizando nitrógeno como gas auxiliar.

Las boquillas de doble capa tienen velocidades de flujo de gas rápidas, adecuadas para el corte a alta velocidad, y se utilizan a menudo para cortar acero al carbono, generalmente utilizando oxígeno como gas auxiliar, y la superficie de corte suele volverse negra debido a la oxidación.

Selección del tamaño de la boquilla:

El tamaño de la abertura de la boquilla determina la velocidad del flujo de gas que actúa sobre el material de corte, afectando así a la eliminación del material fundido. Cuanto mayor y más rápido sea el flujo de aire que entra en la ranura, mayor será la capacidad de expulsar el material fundido.

En teoría, cuanto más gruesa sea la placa, mayor deberá ser la boquilla. Sin embargo, cuanto mayor es la apertura de la boquilla, mayor es la posibilidad de que el material fundido salpique hacia arriba durante el corte, lo que acorta la vida útil de la lente.

Las boquillas deformadas o con gotas fundidas afectarán al efecto de corte. Por lo tanto, la boquilla debe manipularse con cuidado para evitar impactos o deformaciones, y cualquier gota fundida en la boquilla debe limpiarse rápidamente.

Factores a tener en cuenta al elegir una boquilla:

Hay varios factores a tener en cuenta a la hora de seleccionar una boquilla:

Necesidades de procesamiento: Las boquillas monocapa utilizadas en equipos láser se emplean principalmente para corte de acero inoxidable y chapas de aluminio con nitrógeno, mientras que las boquillas de doble capa se utilizan principalmente para cortar acero al carbono con oxígeno.

Material: Las boquillas se suelen fabricar con dos materiales: cobre púrpura y latón. El cobre púrpura tiene mejor conductividad y rendimiento térmico que el latón.

Tamaño: El tamaño de la abertura de la boquilla determina el caudal de gas y la forma del campo de gas. En general, cuando se cortan chapas de menos de 3 mm, se recomienda utilizar una boquilla con un diámetro de 1 mm, y para 3 mm o más, se recomienda una boquilla con un diámetro de 1,5 mm. Para cortar más de 10 mm, se recomienda una boquilla con un diámetro de 2 mm o superior.

Precisión de procesamiento: Una buena boquilla de cabezal láser debe tener una concentricidad de 0,03 mm, mientras que las boquillas con un tamaño de 1,0 mm o menos deben tener una concentricidad de 0,02 mm o mejor. Las boquillas con concentricidad de alta precisión no sólo reducen la depuración inicial durante el procesamiento, sino que también evitan eficazmente los daños en el cabezal láser causados por el láser de alta energía que golpea la pared interior del cabezal.

V. Introducción a las boquillas comunes

Boquillas comunes

Existen varios tipos de boquillas que se utilizan habitualmente en aplicaciones industriales. He aquí algunos de los más comunes:

Boquilla monocapa - S

Características: Pared interior cónica con gran caudal de gas para el soplado de escoria.

Finalidad: Corte por fusión de materiales como acero inoxidable y placa de aluminio.

Boquilla de doble capa - D

Características: Boquilla compuesta de doble capa con un núcleo interior añadido sobre la base de una boquilla de una sola capa.

Finalidad: Doble capa 2.0 o superior para corte con arena de acero al carbono

Boquilla de doble capa de alta velocidad - E

Características: La boquilla tiene forma puntiaguda, y los tres orificios del borde del núcleo interior son mayores que los de una boquilla normal de doble capa.

Finalidad: Se utiliza principalmente para el corte de alta potencia, alta velocidad y alta calidad de acero al carbono de hasta 20 mm de espesor con un acabado superficial liso y brillante.

Boquilla monocapa de alta velocidad - SP

Características: La boquilla tiene forma puntiaguda, con una pared interior cónica que presenta un diseño escalonado.

Finalidad: Se utiliza principalmente para el corte de alta potencia y alta velocidad de acero al carbono con un espesor superior a 20 mm, dando como resultado un acabado superficial liso y brillante. También es adecuado para aplicaciones de corte con enfoque de oxígeno.

Boquilla monocapa de alta velocidad - SD

Características: La boquilla tiene una forma puntiaguda con una pared interior cónica y un área de orificio de boquilla más grande.

Propósito: Se utiliza principalmente para el corte de alta velocidad de acero al carbono con un espesor superior a 20 mm, lo que resulta en un rendimiento de corte suave y estable con una mejor calidad de corte.

Boquilla Boost - B

Características: Mejorado de una boquilla de una sola capa, la boquilla tiene una capa escalonada en el orificio de la boquilla.

Finalidad: Puede utilizarse para el corte de alta potencia de acero inoxidable y acero al carbono con nitrógeno o aire comprimido a baja presión.

VI. ¿Cómo instalar y ajustar una boquilla?

Pasos de instalación de la boquilla:

  1. Desenrosque la boquilla vieja.
  2. Instale la nueva boquilla y apriétela con la fuerza adecuada.
  3. Después de sustituir la boquilla, vuelva a calibrar la capacitancia.

Por ejemplo, para un BLT de 12 kW corte por láser cabezal con un punto focal emparejado con una boquilla (el punto focal 0 debe estar calibrado):

  • Boquilla de doble capa 1.2E: para cortar carbono de 3mm-12mm chapa de acero, puntos focales entre 5-11.
  • Boquilla de doble capa 1.4E: puntos focales entre 9-14.
  • Boquilla de doble capa 1.6E: puntos focales entre 11-16.
  • Boquilla de doble capa 1.8E: puntos focales entre 13-18.
  • Boquilla SP monocapa 1.2: puntos focales entre 8-13.
  • Boquilla SP monocapa 1,4: puntos focales entre 10-15.
  • Boquilla SP monocapa 1,6: puntos focales entre 12-17.
  • Boquilla SP monocapa 1,8: puntos focales entre 14-19.

Es importante instalar y calibrar correctamente la boquilla para garantizar un rendimiento y una calidad de corte óptimos.

VII. Recomendaciones para boquillas comunes

LáserEspesor de corte (corte superficial brillante de acero al carbono con oxígeno)Boquilla sugerida
Láser de baja potencia (≤6000W)16-20 mmBoquilla cónica general 1.4D-1.6D
Láser de alta potencia (≥6000W, utilizando Raycus 12kW como ejemplo)3-12 mmBoquilla de alta velocidad de doble capa 1.2E
12-14 mmBoquilla de alta velocidad de doble capa 1.2B-1.4E
16-20 mmBoquilla de alta velocidad de doble capa 1,4E-1,6E
22-35mmBoquilla monocapa de alta velocidad SP1.4-SP1.8
o
Boquilla de alta velocidad de doble capa 1,4E-1,8E
35-40 mmBoquilla monocapa de alta velocidad SP1.6-SP1.8
o
Boquilla de alta velocidad de doble capa 1,6E-1,8E

La calidad de las boquillas en el mercado varía mucho. Se recomienda distinguirlas cuidadosamente según el contenido anterior y adquirirlas a través de los canales habituales.

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2 comentarios en “Laser Cutting Nozzle Selection: Cutting-Edge Tips”

  1. Hola Shane, envié un mensaje a través de twitter pero lo leavi aquí también.
    Cuando se habla de boquilla monocapa de alta velocidad, se mencionan 2 tipos:
    En un caso dices: "Características: La boquilla tiene forma puntiaguda, con una pared interior cónica que presenta un diseño escalonado."
    y justo debajo repite boquilla de alta velocidad de una sola capa y dice: "Características: La boquilla tiene una forma puntiaguda con una pared interior cónica y un área de orificio de boquilla más grande."
    ¿Podrías subir una foto mejor para ver la diferencia entre estas 2 boquillas monocapa de alta velocidad?

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