Corte a laser contínuo: Princípios e tipos

Última atualização:
24 de janeiro de 2024

Índice

Princípio do corte a laser contínuo

Quando a potência do laser excede um determinado limiar, antes de o material ser penetrado pelo laser, o material fundido é impulsionado na direção oposta pelo fluxo de ar do bocal do laser, enquanto o material ejectado continua a absorver a energia do laser, formando plasma.

Este plasma tem uma elevada taxa de absorção do laser, protegendo parte da injeção direta do laser na superfície do material, reduzindo a absorção do laser pelo material, o que resulta num tempo de aquecimento e fusão mais longo e numa maior área afetada pelo calor, pelo que o diâmetro inicial de perfuração do laser é relativamente grande. Quanto mais espesso for o material, maior será o diâmetro do orifício de penetração do laser.

Uma vez que o material é penetrado pelo laser, se o feixe for movido a uma determinada velocidade, o material fundido na extremidade dianteira da fusão é impulsionado para a frente pelo fluxo de ar do bocal do laser, e o plasma formado absorverá ainda mais a energia do laser dentro do orifício (ou corte), que será então transferido para a base do material através da condução de calor.

Isto aumenta efetivamente a absorção do laser pelo material, reduzindo o tempo de aquecimento e fusão e diminuindo a área afetada pelo calor, o que resulta num corte mais estreito.

Classificação do corte a laser contínuo

(1) Corte por vaporização

Quando a densidade de potência do laser focada na superfície do material é extremamente elevada, a temperatura da superfície do material aumenta muito rapidamente em comparação com a condução de calor, atingindo diretamente a temperatura de vaporização sem derreter.

O corte a laser de femtossegundos de qualquer material é considerado corte por vaporização, enquanto o corte a laser de nanossegundos ou contínuo só é considerado corte por vaporização quando se cortam materiais com temperaturas de vaporização baixas (como madeira, materiais de carbono e determinados plásticos).

(2) Corte por fusão assistida por oxigénio

No corte a laser de materiais metálicos, se o gás assistido soprado for oxigénio ou uma mistura que contenha oxigénio, o material metálico aquecido sofre uma reação exotérmica, criando outra fonte de calor fora da energia do laser - o calor gerado pela reação química do metal. Ambas as fontes de calor trabalham em conjunto para fundir e cortar o material, o que é conhecido como corte por fusão assistida por oxigénio.

(3) Corte por fusão sem oxigénio

Ao cortar materiais com um laser, se o gás assistido soprado for um gás inerte, o material fundido não entrará em contacto com o oxigénio do ar, pelo que não ocorre qualquer reação química, pelo que é designado por corte por fusão sem oxigénio.

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