Comparación de la eficacia del corte por láser: Aire vs Oxígeno vs Nitrógeno

El aire, el "gas vital" que respiramos a diario, está compuesto por 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 0,94% de gases raros (como helio, neón, argón, criptón y xenón), 0,03% de dióxido de carbono y 0,03% de otras sustancias (como vapor de agua e impurezas).

Ahora, profundicemos en las ventajas del corte por aire en el proceso de corte por láser.

Corte por láser

Principio del corte por aire

En realidad, el principio de corte del aire es similar al del nitrógeno. Utiliza energía láser para fundir el metal y alta presión para soplar el material fundido. Durante el proceso, algunas sustancias metálicas pueden oxidarse o quemarse, dejando óxidos metálicos en la superficie cortada, como la alúmina sólida gris (Al2O3), óxido de hierro negro sólido (Fe3O4) y óxido de cobre (CuO).

El aire, presente de forma natural en la atmósfera, puede comprimirse en un depósito de almacenamiento de aire, filtrarse, enfriarse y secarse para eliminar cualquier resto de agua y aceite, lo que permite utilizarlo para cortar. El contenido de oxígeno 21% del aire puede compensar parcialmente la falta de oxígeno y nitrógeno.

En teoría, el aire puede cortar cualquier material metálico que pueda fundirse con energía láser.

Corte por aire experimento de eficacia y efecto

Evaluación del rendimiento de corte en chapas de acero inoxidable, acero al carbono y aleaciones de aluminio utilizando una máquina de 6 kW. corte por láser máquina con aire y nitrógeno/oxígeno como gases de corte.

Experimento 1: comparación entre nitrógeno y aire corte de acero inoxidable

⊙ Comparación del efecto de la sección de corte de nitrógeno y aire.

⊙ Comparación de la velocidad de corte con nitrógeno y aire.

Análisis de los efectos:

La figura anterior muestra los resultados de corte de acero inoxidable de 10 mm a 4 mm, en ese orden.

En comparación con el corte con nitrógeno, la sección cortada con aire tiene un aspecto más oscuro, pero no presenta escoria. Tras el pulido, la sección cortada también puede conseguir un aspecto más brillante.

En términos de velocidad, el corte de acero inoxidable con aire es ligeramente más rápido que con nitrógeno, pero la diferencia no es significativa.

Experimento 2: comparación del corte de acero al carbono con oxígeno y aire

⊙ Comparación de los efectos de la sección de corte con oxígeno y aire.

⊙ Comparación de la velocidad de corte con aire y con oxígeno.

Comparación de la velocidad de corte con aire y oxígeno

Análisis de los efectos:

La figura anterior muestra los resultados de corte de acero al carbono de 10 mm a 3 mm, en ese orden.

En comparación con el corte por oxígeno, el acero al carbono de 8 mm tiene un ligero residuo de escoria, y el acero al carbono de 10 mm tiene un residuo de escoria más severo.

Por lo tanto, no se recomienda el corte por aire para cortar chapas de acero al carbono de más de 10 mm de espesor.

Experimento 3: comparación de nitrógeno y aire corte de aluminio aleación

⊙ Comparación del efecto de la sección de corte de nitrógeno y aire.

Comparación del efecto de la sección de corte con nitrógeno y aire

⊙ Comparación de la velocidad de corte con nitrógeno y aire.

Comparación de la velocidad de corte con nitrógeno y aire

Análisis de los efectos:

La figura anterior muestra los resultados de corte de 10 mm a 3 mm placas de aluminioen ese orden.

En comparación con el corte con nitrógeno, el corte con aire produce una sección más fina y menos residuos de escoria.

En términos de velocidad, el corte de placas de aluminio con aire es ligeramente más rápido que con nitrógeno, pero la diferencia no es significativa.

Resumen

Se realizaron experimentos para comparar el rendimiento y la eficacia del corte con aire y con nitrógeno/oxígeno en placas de distintos materiales y grosores.

Basándonos en una evaluación exhaustiva, para requisitos relativamente relajados, el corte por aire es una opción rentable. El uso de aire como gas auxiliar de corte también puede reducir significativamente los costes de producción.

Pero hay que tener en cuenta que:

Cuando se utiliza aire comprimido para el corte, es crucial asegurarse de que el aire es tratado por un secador en frío para alcanzar un punto de rocío a presión de 3-8°C y someterse a un desengrase en varias etapas. El aire debe tener un contenido de aceite líquido de 0,003 ppm y de aceite gaseoso de 0,003 ppm, lo que requiere el uso de un filtro diseñado específicamente para eliminar el aceite gaseoso.

El mantenimiento regular del compresor de aire, el secador en frío y el filtro es necesario para mantener la sequedad del aire comprimido con bajo contenido de aceite. Contaminantes como el agua y el aceite en el aire pueden contaminar rápidamente la tubería de gas y causar niebla en la lente protectora, afectando a la calidad del corte. No sustituir el espejo protector a tiempo también puede provocar daños en el grupo de espejos internos, ya que el haz de alta potencia puede hacer que aumente la temperatura interna del cabezal de corte.

Para encontrar la solución de corte más rentable que mejor se adapte a las necesidades de corte actuales, en el proceso de producción deben tenerse en cuenta la eficacia, el coste y el efecto del corte, lo que dará lugar a un resultado de producción de mayor calidad.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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