O que causa falhas nos cabeçotes de corte a laser e como evitá-las? Este artigo analisa os problemas comuns de contaminação que afetam as lentes dos cabeçotes de corte a laser de fibra e oferece soluções práticas para manter o desempenho ideal. Saiba mais sobre como aprimorar os métodos de instalação, garantir uma vedação eficaz e usar técnicas de manutenção adequadas para prolongar a vida útil de seu equipamento. Descubra as principais etapas para evitar a poluição das lentes, reduzir os custos de manutenção e aumentar a eficiência de seu cabeçote de corte. Continue lendo para entender as práticas vitais que podem manter suas operações de corte a laser funcionando sem problemas.
No mercado atual de máquinas de corte a laser de fibra, duas séries de cabeçotes de corte dominam: o LightCutter (Figura 1) e o ProCutter (Figura 2), ambos fabricados pela PRECITEC, uma renomada empresa alemã de engenharia de precisão. Esses cabeçotes de corte são componentes essenciais que influenciam significativamente o desempenho, a eficiência e a qualidade de corte dos sistemas de corte a laser de fibra.
Essas duas séries de cabeçotes de corte são adequadas para potência do laser dentro das seguintes faixas: LightCutter≤2500W, ProCutter≤6000W.
Conforme mostrado na Figura 3, os componentes ópticos dentro do cabeçote de corte consistem em 2 espelhos de colimação, 3 espelhos de focalização e 4 espelhos de proteção. A poluição dessas lentes afeta diretamente o processo de corte da máquina-ferramenta.
Com base em testes de processos de longo prazo e em uma extensa análise de uso do cliente, os principais fatores que causam poluição no cabeçote de corte são os seguintes:
Método de instalação inadequado do cabeçote de fibra óptica.
②Pouco efeito de vedação do cabeçote de corte.
③Método inadequado de substituição dos espelhos de proteção.
④Tempo de controle de processamento não razoável.
⑤Dados não científicos do processo de corte.
⑥Uso de peças vulneráveis de baixa qualidade para o cabeçote de corte (espelhos de proteção, vedações de anel em O, etc.).
⑦Operação e uso inadequados pelo cliente final.
⑧Método incorreto de manutenção e reparo do cabeçote de corte.
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Embora seja um desafio conseguir cabeçotes de corte absolutamente livres de poluição, há métodos que podem ser empregados para prolongar o tempo entre as ocorrências de poluição e reduzir a gravidade da poluição. Isso pode ajudar a aumentar a vida útil do cabeçote de corte e reduzir os custos de manutenção e reparo.
Ao abordar os fatores listados acima que contribuem para a poluição do cabeçote de corte, as respectivas medidas podem ser tomadas da seguinte forma:
É possível melhorar o método de instalação garantindo que o cabeçote de fibra óptica seja inserido horizontalmente no cabeçote de corte e travado com segurança.
É importante manter um ambiente limpo durante o processo de instalação e, se houver um número significativo de partículas em suspensão (poeira) na área ao redor, é recomendável realizar essa tarefa antes das 6h, ou seja, antes do início do turno de trabalho.
Considerando o nível atual de fabricação mecânica, mesmo com a mais avançada tecnologia alemã, não é possível obter vedação absoluta para corte a laser cabeças. Durante o uso subsequente, é inevitável que a poeira entre e contamine as lentes.
A principal causa desse problema é o aumento da temperatura do cabeçote de corte durante o processo de corte (o corte normal pode ser obtido quando a temperatura do cabeçote de corte é inferior a 55 °C).
Isso leva a um aumento da pressão interna, fazendo com que alguns gases sejam liberados do cabeçote de corte para o ambiente ao redor.
Quando o cabeçote de corte interrompe a operação (após o turno de trabalho), a temperatura interna diminui para a temperatura ambiente, resultando em uma pressão interna menor do que a pressão ambiente.
Os gases contaminados com poeira do ambiente serão então atraídos para o cabeçote de corte até que as pressões interna e externa atinjam o equilíbrio, poluindo assim o cabeçote de corte.
Para resolver esse problema, a abordagem é manter uma pressão positiva (maior que a pressão ambiente) dentro do cabeçote de corte para isolar a entrada de gases empoeirados do ambiente.
Os seguintes métodos podem ser empregados para aprimoramento:
Forneça continuamente gás limpo, seco e sem óleo para o cabeçote de corte. (Recomenda-se nitrogênio, com uma pressão de 0,15 bar ≤ P < 0,3 bar).
②Instale um sistema de respiração para manter uma pressão positiva dentro do cabeçote de corte o tempo todo.
Ao substituir a lente de proteção, é necessário fazê-lo rapidamente. Ao mesmo tempo em que remover a caixa da janela da lente de proteção (Figura 3), sele imediatamente a janela no cabeçote de corte com fita adesiva (selando a abertura de instalação da caixa da janela da lente de proteção).
Além disso, certifique-se de que nenhum objeto sujo entre em contato com a lente de proteção, e os operadores devem evitar falar (para evitar que a saliva respingue na lente de proteção).
A velocidade de propagação da luz é maior do que a velocidade de transmissão do gás. Ao cortar ou perfurar, pode haver um atraso no gás de corte, fazendo com que o laser inicie o processamento antes que o gás de corte atinja a pressão ou a taxa de fluxo necessária, levando à contaminação da lente de proteção.
Os seguintes métodos de aprimoramento podem ser implementados:
1. Modifique o tempo de emissão do laser e de liberação do gás (gás de corte) instruindo a liberação do gás, aguardando um determinado período (espera do gás), emitindo o laser e depois processando.
2. Mantenha uma determinada pressão de ar (gás de proteção) durante todo o processo de processamento.
A sequência de processamento deve ser a seguinte: instruir a liberação do gás de proteção, pré-processar o chapa metálica (ler dados de processamento e definir a origem), instruir a liberação do gás de perfuração, instruir a liberação do laser de perfuração, instruir a liberação do gás de corte, instruir a liberação do laser de corte (contorno de corte), concluir o corte de contorno, posicionar rapidamente para o próximo contorno, instrua a liberação do gás de punção, instrua a liberação do laser de punção, instrua a liberação do gás de corte, instrua a liberação do laser de corte (contorno de corte), conclua o corte do contorno, repita o ciclo, conclua o processo de corte, desligue o gás de proteção e encerre o programa.
O uso de dados racionais do processo de corte ajuda a evitar a ocorrência de contaminação no cabeçote de corte devido a um corte anormal.
O uso de consumíveis qualificados, como lentes de proteção e anéis O-ring, contribui para a vedação do cabeçote de corte.
Siga as instruções fornecidas pelo fornecedor do equipamento para operar e usar corretamente a máquina-ferramenta.
Certifique-se de que o cabeçote de corte esteja limpo e seco e faça uma limpeza diária.
Ao implementar os métodos de prevenção de contaminação mencionados acima, a contaminação das lentes ópticas dentro do cabeçote de corte de fibra é significativamente melhorada.
A aplicação prática mostrou que, com manutenção regular e atenção cuidadosa aos detalhes, é possível evitar falhas frequentes no corte de peças, prolongando assim a vida útil das lentes e aumentando a eficiência da produção do equipamento.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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