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Corte por láser: El impacto de la posición del foco

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El corte por láser es una importante aplicación del láser, en la que el rayo láser se enfoca sobre la superficie del material utilizando una lente de enfoque para fundir el material.

Simultáneamente, el material fundido es soplado por gas comprimido coaxial con el rayo láser. El rayo láser y el material se mueven uno respecto al otro a lo largo de una pista determinada, formando así una forma específica del corte.

Corte por láser

Principal factores que afectan al corte por láser

En proceso de corte por láser se consigue mediante la cooperación del mecanismo de movimiento, el sistema de control, la fuente láser y el cabezal láser. Por lo tanto, los factores que influyen en el efecto de corte proceden principalmente de estas cuatro partes.

Los principales factores que afectan al efecto de corte incluyen la distribución de la energía del haz, potencia del láserdiámetro de enfoque, posición de enfoque, velocidad de corte, diámetro de boquilla, etc.

Entre estos factores, la posición de enfoque es el más influyente. Cambiar la posición del foco equivale a cambiar el diámetro del haz que incide en la superficie de la placa y el ángulo de incidencia dentro de la placa. Esto puede afectar a la formación del corte, a la reflexión del haz dentro del corte y, posteriormente, a la anchura del corte.

La anchura del corte puede afectar a casi todos los efectos del corte, como la rugosidad de la superficie de corte y el estado de adherencia de la escoria en el fondo.

¿Cuál es la posición de enfoque?

La posición del foco (Z) se refiere a la distancia entre el foco y la superficie superior del material a cortar.

Normalmente, el foco situado en la superficie de la placa se denomina foco cero, mientras que el situado por encima de la placa se denomina foco positivo, y el situado por debajo se denomina foco negativo.

A continuación se presenta un diagrama esquemático:

posición de enfoque del láser

Influencia de la posición de enfoque

La siguiente figura muestra la relación de variación entre la posición de enfoque (Z) y la anchura (W) de la parte superior de la costura de corte del material de procesado.

Influencia de la posición de enfoque

Cuando el foco está en la superficie de la placa, la anchura del corte es la más estrecha.

Al cambiar la posición del foco, ya sea positiva o negativa desenfocarla anchura del corte se ampliará.

El grado de ampliación de la anchura del corte varía en función de la longitud focal de la lente del cabezal de corte y de la profundidad focal. En general, cuanto menor sea la distancia focal y menor la profundidad focal, mayor será la variación de la anchura del corte con la posición focal.

Antes de cortar cualquier material, es necesario ajustar la distancia entre el foco y el material.

Normalmente, la elección de la posición de enfoque variará en función del tipo de material que se corte, por lo que es fundamental seleccionarla adecuadamente.

¿Cómo elegir la posición de enfoque adecuada?

Corte de enfoque positivo

Cuando el foco se sitúa sobre el material de corteEl haz de luz se extenderá y difuminará en la costura de corte después de alcanzar la superficie del material. Esto hará que la parte inferior del corte sea mayor que la superior.

Este tipo de enfoque es adecuado para el corte oxidativo, como el oxicorte de acero al carbono, ya que permite que el oxígeno llegue a la parte inferior de la pieza y participe en una reacción de oxidación suficiente. Además, el corte más grande en la parte inferior también ayuda a eliminar la escoria.

Para el oxicorte de acero al carbono, un mayor desenfoque positivo dentro de un cierto rango dará como resultado un mayor tamaño de punto en la superficie del material, así como una superficie de corte más brillante y lisa. Sin embargo, más allá de un cierto rango, la energía de la parte inferior puede no ser suficiente, lo que puede dar lugar a un corte impermeable o a escoria colgando en el fondo.

Láser de 2KW - enfoque positivo cortando acero al carbono de 15mm con oxígeno

Láser de 2KW - enfoque positivo cortando acero al carbono de 15mm con oxígeno

Corte de foco negativo

El corte con foco negativo consiste en colocar el foco dentro de la placa, garantizando así que la parte inferior del corte tenga suficiente densidad de energía.

El corte es más ancho en la parte superior y más estrecho en la inferior. La parte superior experimenta una mayor amplitud de corte, lo que mejora la fluidez de la masa fundida. Sin embargo, la parte inferior tiene una menor amplitud de corte y requiere un mayor flujo de aire.

El desenfoque negativo suele utilizarse cuando corte con aire o nitrógeno.

corte de enfoque negativo de acero inoxidable de 10 mm con nitrógeno

Láser 6kW - enfoque negativo corte 10mm acero inoxidable con nitrógeno

Corte de enfoque cero

Durante el corte con foco cero, se puede obtener el tamaño de punto más pequeño en la superficie de la placa. El resultado es un rango de fusión relativamente estrecho y un corte más pequeño, lo que lo hace adecuado para el corte de alta precisión de materiales finos.

Láser de 2KW - enfoque cero cortando latón de 1mm con nitrógeno

Láser de 2KW - enfoque cero cortando latón de 1mm con nitrógeno

Características de corte y ámbito de aplicación de las distintas posiciones de enfoque

Posición de enfoque

Características de corte

Ámbito de aplicación

Enfoque positivo

Enfoque positivo

La hendidura de la parte inferior de la placa es mayor que la de la parte superior, lo que ayuda a que la parte inferior participe en la reacción de oxidación completa y en la descarga de escoria.Corte por oxígeno de acero al carbono
Enfoque negativo

Enfoque negativo

El foco está en el interior de la placa, y la costura de corte de la parte superior de la placa es mayor, lo que garantiza que la parte inferior tenga suficiente densidad de energía.Corte con nitrógeno/aire de acero inoxidable, acero al carbono, acero galvanizado, aluminio y cobre
Enfoque cero

Enfoque cero

La hendidura es la más estrecha y la precisión de mecanizado es altaCorte de láminas

 

Corte de precisión

En los últimos años, el rango de potencia de los láseres de fibra ha ido aumentando anualmente, y aplicaciones de corte por láser han pasado de kilovatios a 10.000 vatios.

Nuestra fábrica de láser ha estado explorando continuamente la aplicación de láseres de alta potencia y ha desarrollado una salida de láser HBF (modo plano de alto brillo) única. Esta salida garantiza una excelente calidad de corte para placas gruesas, al tiempo que tiene en cuenta la necesidad de un corte fino eficiente. corte de chapa.

Posición de enfoque común de corte por láser de alta potencia

Enfoque positivo al cortar acero dulce con oxígeno

Enfoque positivo en el corte de acero dulce con oxígeno

Foco negativo de corte de acero inoxidable con oxígeno

Enfoque negativo en corte de acero inoxidable con oxígeno

En las aplicaciones de corte reales, es necesario seleccionar la posición de enfoque adecuada en función de los requisitos de corte específicos.

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