Explore 4 Tipos de Métodos de Corte Láser | MachineMFG

Explore 4 tipos de métodos de corte por láser

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El corte por láser es un método de mecanizado sin contacto que ofrece un elevado control de la energía y la densidad.

El rayo láser se enfoca para formar un punto de luz de alta densidad energética, y tiene muchas ventajas cuando se utiliza en el proceso de corte. El corte por láser utiliza principalmente cuatro métodos de corte diferentes para hacer frente a diversas situaciones.

Métodos de corte por láser

Corte por fusión

El corte por fusión láser funde parcialmente la pieza y expulsa el material fundido mediante un flujo de aire. Dado que la transferencia de material se produce sólo en estado líquido, el proceso se denomina corte por fusión láser. El rayo láser va acompañado de un gas de corte inerte de gran pureza que hace que el material fundido salga de la ranura, y el propio gas no participa en el corte.

El corte por fusión láser alcanza una mayor velocidad de corte que la gasificación porque la energía necesaria para la gasificación suele ser mayor que la necesaria para fundir el material. En el corte por fusión láser, el rayo láser sólo se absorbe parcialmente. La velocidad máxima de corte aumenta con la potencia del láser y disminuye con el aumento del grosor de la placa y la temperatura de fusión del material.

Cuando la potencia del láser está por debajo de un determinado nivel, el factor limitante es la presión del aire en la ranura y la conductividad térmica del material. El corte por fusión láser puede crear una incisión no oxidante para hierro acero y titanio, ya que hay fusión, pero no puede alcanzar la densidad de potencia láser necesario para la gasificación. En el caso de los materiales de acero, este valor oscila entre 104 W/cm2 a 105 W/cm2.

Corte por vaporización

En el proceso de láser gasificación, la temperatura de la superficie del material aumenta hasta el punto de ebullición tan rápidamente que evita la fusión causada por la conducción del calor. Parte del material se vaporiza y se convierte en vapor, mientras que otra parte es arrastrada por el flujo de gas auxiliar procedente del fondo de la rendija. Este proceso requiere una potencia láser muy elevada. Para evitar que el vapor del material se condense en la pared de la rendija, el grosor del material no debe superar el diámetro del haz láser.

Este proceso sólo es adecuado para aplicaciones en las que es necesario evitar la eliminación de material fundido. Sólo se utiliza en áreas pequeñas para aleaciones ferrosas y no puede utilizarse para materiales como la madera y determinadas cerámicas que no tienen estado fundido y, por tanto, es menos probable que provoquen la condensación del material. Además, estos materiales suelen requerir una incisión más gruesa.

En el corte por gasificación láser, el enfoque óptimo del haz depende del grosor del material y de la calidad del haz. La potencia del láser y el calor de gasificación sólo tienen un cierto efecto en la posición óptima de enfoque. En el caso de espesores de chapa inferiores a un determinado número, la velocidad máxima de corte es inversamente proporcional a la temperatura de gasificación del material. La densidad de potencia láser requerida es superior a 108W/cm2 y depende del material, la profundidad de corte y la posición del foco del haz.

En determinados espesores de chapa, la velocidad máxima de corte está limitada por la velocidad del chorro de gas.

Corte controlado por fractura

El corte controlado por fractura mediante calentamiento por rayo láser es un método de corte de alta velocidad y controlable para materiales frágiles propensos al daño por calor.

El contenido principal de este proceso de corte consiste en que el rayo láser calienta una pequeña zona del material frágil, provocando un gran gradiente térmico y una grave deformación mecánica en la región, lo que conduce a la fisuración del material. Mientras se mantenga el gradiente de calentamiento equilibrado, el rayo láser puede guiar las grietas en cualquier dirección deseada.

Corte por fusión por oxidación(Corte por llama láser)

Corte por llama láser

El corte por fusión suele utilizar un gas inerte. Si se utiliza oxígeno u otro gas reactivo, el material se enciende bajo la irradiación del rayo láser y reacciona químicamente con el oxígeno, produciendo otra fuente de calor que calienta aún más el material. Este proceso se denomina corte por fusión por oxidación.

Debido a este efecto, la velocidad de corte para el mismo espesor de acero estructural es más rápida que la del corte por fusión, pero las incisiones de corte pueden ser peores. Puede producir costuras de corte más anchas, rugosidades evidentes, aumento de las zonas de impacto térmico y peor calidad de los bordes.

Láser corte con llama no es adecuado para el mecanizado de modelos de precisión y esquinas afiladas, ya que existe el riesgo de quemar las esquinas afiladas. El láser de modo pulsado puede utilizarse para limitar el efecto térmico, y la potencia del láser determina la velocidad de corte.

A partir de una determinada potencia láser, los factores limitantes son el suministro de oxígeno y la conductividad térmica del material.

Conclusión

Estos son los cuatro métodos más utilizados para corte por lásery los usuarios pueden determinar el plan de corte en función de la potencia del equipo de corte, los requisitos de procesamiento y las características del material.

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