Corte por láser continuo: Principios y tipos

Última actualización:
24 de enero de 2024

Índice

Principio de corte continuo por láser

Cuando la potencia del láser supera un determinado umbral, antes de que el material sea penetrado por el láser, el material fundido es impulsado en dirección opuesta por el flujo de aire de la boquilla del láser, mientras que el material expulsado sigue absorbiendo energía láser, formando plasma.

Este plasma tiene un alto índice de absorción para el láser, apantallando parte de la inyección directa del láser sobre la superficie del material, reduciendo la absorción del láser por parte del material, lo que da lugar a un mayor tiempo de calentamiento y fusión y a una mayor zona afectada por el calor, por lo que el diámetro inicial de perforación del láser es relativamente grande. Cuanto más grueso sea el material, mayor será el diámetro del orificio de penetración del láser.

Una vez que el material es penetrado por el láser, si el haz se mueve a cierta velocidad, el material fundido en el borde de ataque de la fusión es impulsado hacia adelante por el flujo de aire de la boquilla del láser, y el plasma formado absorberá aún más energía láser dentro del agujero (o corte), que luego se transferirá a la base del material a través de la conducción de calor.

De este modo, aumenta la absorción del láser por el material, se reduce el tiempo de calentamiento y fusión y se reduce la zona afectada por el calor, con lo que se consigue un corte más estrecho.

Clasificación del corte por láser continuo

(1) Corte por vaporización

Cuando la densidad de potencia láser enfocada sobre la superficie del material es extremadamente alta, la temperatura de la superficie del material aumenta muy rápidamente en comparación con la conducción del calor, alcanzando directamente la temperatura de vaporización sin fundirse.

El corte por láser de femtosegundos de cualquier material entra dentro del corte por vaporización, mientras que el corte por láser de nanosegundos o continuo sólo se considera corte por vaporización cuando se cortan materiales con bajas temperaturas de vaporización (como madera, materiales de carbono y ciertos plásticos).

(2) Corte por fusión asistida por oxígeno

Al cortar materiales metálicos con láser, si el gas soplado asistido es oxígeno o una mezcla que contenga oxígeno, el material metálico calentado experimenta una reacción exotérmica, creando otra fuente de calor ajena a la energía láser: el calor generado por la reacción química del metal. Ambas fuentes de calor trabajan juntas para fundir y cortar el material, lo que se conoce como corte por fusión asistido por oxígeno.

(3) Corte por fusión sin oxígeno

Cuando se cortan materiales con un láser, si el gas asistido soplado es un gas inerte, el material fundido no entrará en contacto con el oxígeno del aire, por lo que no se produce ninguna reacción química, de ahí que se denomine corte por fusión sin oxígeno.

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