Fundamentos del corte por láser: Guía de parámetros óptimos

Última actualización:
24 de enero de 2024

Índice

Los principales parámetros del corte por láser son la potencia y la velocidad del corte por láser, la longitud focal de la lente y la posición del punto focal, la forma de la boquilla y la distancia de la boquilla a la superficie de la pieza, así como el tipo y la presión del gas de asistencia.

Potencia y velocidad de corte del láser

La velocidad de corte es un parámetro crucial para el corte. Durante el corte, la velocidad de corte debe determinarse en función de la potencia del láser, la presión del gas y el grosor de la pieza. Aumenta con el aumento de la potencia del láser y la presión del gas, y disminuye con el aumento del grosor de la pieza. Por ejemplo, al cortar una placa de acero al carbono de 6 mm, la velocidad de corte es de 2,5 m/min, mientras que para una placa de acero al carbono de 12 mm, la velocidad de corte es de 0,8 m/min.

Longitud focal del objetivo y posición del punto focal (cantidad de desenfoque)

Una menor distancia focal de la lente da lugar a una mayor densidad de potencia pero un enfoque menos profundo, lo que la hace adecuada para el corte a alta velocidad de materiales finos. Por el contrario, una mayor distancia focal de la lente da lugar a una menor densidad de potencia pero a un enfoque más profundo, lo que la hace adecuada para el corte lento de materiales gruesos.

En la Figura 5-3 se muestra el impacto de la cantidad de desenfoque en la anchura del corte. Generalmente, el punto focal se elige para que esté situado aproximadamente a 1/3 del grosor de la placa por debajo de la superficie de la pieza, punto en el que se minimiza la anchura del corte.

Figura 5-3: Impacto de la cantidad de desenfoque en la anchura del corte.

Forma de la boquilla y distancia boquilla-pieza

(1) Selección de la forma de la boquilla

La forma y el tamaño de la boquilla son parámetros cruciales que afectan a la calidad y la eficacia del corte por láser. Diferentes métodos de corte requieren diferentes formas de boquilla. En la Figura 5-4 se ilustran las formas habituales de las boquillas de corte por láser de oxígeno.

Figura 5-4: Formas habituales de boquillas utilizadas en el oxicorte por láser

(2) Distancia boquilla-pieza

Cuando la boquilla está demasiado cerca de la superficie de la pieza, afecta a la capacidad de soplado de las salpicaduras de escoria fundida. Sin embargo, si la boquilla está demasiado lejos de la superficie de la pieza, puede provocar una pérdida innecesaria de energía. Para garantizar la estabilidad del corte, la distancia entre el extremo de la boquilla y la superficie de la pieza suele controlarse entre 0,5 y 2 mm.

Tipos y presión del gas de asistencia

Cuando se utiliza oxígeno como gas auxiliar para cortar acero con bajo contenido en carbono, las intensas reacciones de oxidación generan una gran cantidad de calor, lo que aumenta la velocidad de corte y el espesor, y produce cortes sin escoria. Para cortar acero inoxidable, se suele utilizar una mezcla de oxígeno y nitrógeno, lo que da como resultado una mejor calidad de corte en comparación con el uso de oxígeno solo.

Aumentar la presión del gas mejora la capacidad de eliminación de escoria y puede conducir a mayores velocidades de corte. Sin embargo, una presión excesiva puede dar lugar a superficies de corte rugosas. Consulte en la Tabla 5-1 los principales parámetros y características del corte por láser.

Tabla 5-1: Principales parámetros y características del corte por láser

Materiales de la piezaEspesor de la pieza (mm)Potencia láser (W)Velocidad de corte (cm/min)Gas de corteCaracterísticas y aplicaciones
99% cerámica de alúmina0.7830Fractura controlada
Cuarzo cristalino0.81360
Plancha de ferrita0.22.5114
Zafiro1.2127
Tubo de cuarzo-500400 piezas por horaAhorro de material y corte de alta calidad al cortar tubos de cuarzo, adecuado para fabricar tubos de lámparas halógenas
Tejido-20~250500~300AireAhorro de material, corte de alta calidad, gran eficacia, bordes autobloqueantes al cortar tejidos, adecuada para fabricar cintas de máquinas de escribir, superficies de paraguas, ropa, etc.
Tubo de vidrio12.720000460AireCorte de alta calidad de tubos de vidrio sin desgaste de la herramienta
Roble1630028AireCorte de madera de alta calidad, bordes de corte limpios, ahorro de material, adecuado para la fabricación de muebles
Pino5020012.5Aire
Placa de resina epoxídica de boro8.115000165AireAlta eficacia en el corte de placas de resina epoxi de boro, sin desgaste de la herramienta, adecuado para la fabricación de componentes aeronáuticos.
Acero bajo en carbono1.5
3
1.0
6.0
16.25
35
300
300
1000
1000
4000
4000
300
200
900
100
114
50
OxígenoCorte de alta calidad, ahorro de mano de obra y material, puede sustituir al fresado, punzonado y cizallado, utilizado en la fabricación de paneles de instrumentos, intercambiadores de calor y piezas de automoción.
30CrMnSi1.5
3.0
6.0
500
500
500
200
120
50
OxígenoPuede sustituir al fresado, punzonado y cizallado, alta eficiencia de corte, corte de alta calidad, utilizado en la fabricación de componentes de aeronaves, sin deformación de corte, ahorro de material y mano de obra, utilizado en la fabricación de componentes de aeronaves, rotores de helicópteros, etc.
Acero inoxidable0.5
2.0
3.175
1.0
1.57
6.0
4.8
6.3
12
250
250
500
1000
1000
1000
2000
2000
2000
450
25
180
800
456
80
400
150
40
OxígenoSin deformación por corte, ahorro de material y mano de obra, utilizado en la fabricación de componentes de aeronaves, rotores de helicópteros, etc.
Aleación de titanio3.0
8.0
10.0
40.0
250
250
250
250
1300
300
280
50
OxígenoRápida velocidad de corte, corte de alta calidad, puede sustituir al fresado, rectificado y grabado químico, ahorro de mano de obra, alta eficiencia de corte, utilizado en la fabricación de componentes aeronáuticos.
Panel alveolar de aluminio revestido de titanio30350500OxígenoSin deformación de corte, sin daños en la superficie de la pieza, velocidad de corte rápida, utilizado en la fabricación de componentes aeroespaciales.
Chapa de acero revestida por las dos caras0.5~2.0350300OxígenoAhorro de mano de obra y material, no daña los revestimientos superficiales durante el corte, se utiliza en la fabricación de aire acondicionado
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