La guida completa al taglio laser dell'acciaio al carbonio: selezione del gas, parametri e risoluzione dei problemi

Introduzione: Il materiale che esegue una reazione chimica

L'acciaio al carbonio - acciaio tenero e piastra strutturale - è il materiale più voluminoso nella maggior parte delle officine di fabbricazione, e dove i laser a fibra forniscono i loro numeri più impressionanti.Una macchina che lotta su 10 mm di acciaio inossidabile spesso taglierà 20 mm di acciaio al carbonio con ossigeno, guidato dalla chimica tra il gas di assistenza e il ferro piuttosto che dalla sola potenza del laser.

Il passaggio dall'acciaio inossidabile richiede di disimparare l'abitudine dell'azoto: l'acciaio inossidabile funziona con azoto ad alta pressione per un bordo luminoso e privo di ossidi,mentre l' acciaio al carbonio funziona con ossigeno a bassa pressione che alimenta una reazione esotermica all' interno del cerchioQuesto crea un bordo ossidato e un potenziale scarto sul fondo delle lastre spesse, che è del tutto normale, non un difetto.piastra di spessore perforante senza sbuffi, e la gestione dello strato di ossido.

Perché l'ossigeno cambia tutto sull'acciaio al carbonio

Quando un getto di ossigeno incontra il ferro riscaldato a temperatura di accensione, il ferro brucia.rilascio di calore sostanziale all'interno della zona di taglio:

• Tagli più spessi alla stessa potenza:Un laser a fibra taglia in genere l'acciaio al carbonio fino a 1,5-2 volte lo spessore massimo che riesce a gestire sull'acciaio inossidabile alla stessa classe di potenza.

• Basse pressioni di gas:Il taglio in azoto dell'acciaio inossidabile avviene tipicamente a 10 a 20 bar all'ugello; il taglio in ossigeno dell'acciaio al carbonio avviene comunemente a 0,3 a 0,8 bar.Semplicemente soffiano via i prodotti di reazione e raffreddano il tronco.

• Strato di ossido sulla superficie tagliata:La reazione che aggiunge energia ossida anche la superficie fresca, una caratteristica normale dell'acciaio al carbonio che è accettabile per la maggior parte delle applicazioni strutturali.

La conseguenza pratica è che la scelta del gas e la pressione sono importanti in modo diverso rispetto all'inossidabile, e la finestra di parametri è più ampia, tollerando una latitudine di operatore molto maggiore.

Selezione del gas: ossigeno, aria o azoto

*Le pressioni sono punti di partenza indicativi all'ugello verificare con i dati del costruttore della macchina e il sistema di distribuzione del gas.

L'aria: il gioco dei costi su un foglio sottile

Sul foglio sottile, l'aria compressa è spesso l'opzione a costo operativo più basso, eliminando i contratti di approvvigionamento di ossigeno mentre produce un'ossidazione più leggera a causa di una reazione a fame di ossigeno.L'aria deve essere pulita e secca.In alcuni acciai, il bordo di taglio a aria può essere leggermente indurito.che è una considerazione importante se il bordo sarà sottoposto a lavorazione secondaria o di formazione.

Azoto: solo quando il bordo deve essere nudo

L'azoto sull'acciaio al carbonio acquista esattamente una cosa: un margine luminoso senza ossidi al prezzo della velocità, del costo del gas e della domanda di energia.anche se per la maggior parte dei negozi, l'ossigeno più la descalcificazione è più economico dell'azoto per la stessa finitura verniciata.

Parametro Punti di partenza per spessore

Ogni macchina e ogni lotto di materiale è diverso.La qualità dipende in gran parte dalla qualità del raggio, condizione dell'ugello, precisione di messa a fuoco e consegna del gas.

*Solo intervalli indicativi. Una macchina da 3 kW può tagliare 12 ̊16 mm a seconda della qualità e della configurazione del fascio, mentre un sistema da 6 kW si estende in genere ben oltre i 20 mm.mentre il gas e la messa a fuoco dettano la qualità.

Regole generali di adeguamento

• Scorie di fondo su un taglio di ossigenodi solito indica un equilibrio errato: controllare la profondità di messa a fuoco e la pressione del gas prima di aumentare la potenza.

• Bruciatura a bordo superiore su lamiera sottileindica un eccesso di energia: ridurre la potenza, aumentare la velocità o abbassare la pressione dell'ossigeno.

• Strisce ruvide su una lastra spessain genere puntano a problemi di profondità di messa a fuoco, purezza del gas o ottica piuttosto che limitazioni di potenza.

• La scala del mulino è importante:La piastra laminata a caldo si accende e taglia in modo diverso rispetto alla piastra decapitata o soffiata, verificando sempre nuovamente i parametri quando le condizioni della superficie cambiano.

Impostazione del fuoco e dell'ugello per il taglio dell'ossigeno

Il taglio con ossigeno produce un taglio più ampio rispetto al taglio con azoto, oltre a un comportamento di messa a fuoco distinto.

• Carta sottile:Concentrarsi sulla o vicino alla superficie superiore produce i tagli più veloci e puliti.

• Placca di spessore medio:Un spostamento negativo (focus all'interno del materiale) distribuisce l'energia attraverso la profondità del taglio e riduce le scorie di fondo.

• Nozzolo e blocco:Un ugello danneggiato o fuori centro distorce il getto di ossigeno e crea scorie asimmetriche.

• Fornitura di gas:Verificare la pressione dell'ossigeno direttamente presso l'ugello in condizioni di taglio, piuttosto che basarsi esclusivamente sulle letture del regolatore.

Acciaio al carbonio perforante: dove l'ossigeno risparmia

Il punto di guasto più frequente nella lavorazione dell'acciaio al carbonio è il forato piuttosto che il taglio.un buco di ossigeno a piena potenza su una piastra spessa può esplodere violentemente, spruzzando metallo fuso sull'ugello e sulla lente protettiva.

• Perforazione a impulso o a rampa:Iniziate con un raggio pulsato o a potenza ramped invece di piena potenza continua per controllare la rottura e ridurre al minimo l'eruzione fusa.

• Gas di assistenza controllato:Molte macchine perforano con ossigeno ridotto o ritardato, o utilizzano aria/azoto per la fase di piercing prima di passare all'ossigeno per il taglio.

• Permettere un tempo di piercing adeguato:La piastra spessa richiede una permanenza più lunga del forato; affrettare il processo invita a scoppi e lascia un segno di partenza più grande influenzato dal calore.

• Ispezione dopo il piercing:Un'esplosione danneggia prima l'ugello e la lente protettiva. Controlla entrambi i componenti prima di tagliare, poiché un ugello danneggiato garantisce una parte compromessa.

La questione dello strato di ossido: accettare, ridurre o eliminare

Il taglio con ossigeno lascia intrinsecamente uno strato di ossido sulla superficie tagliata e, su lastre più spesse, scorie sul bordo inferiore.Determinare se ciò richiede un intervento dipende dalle operazioni a valle.

• Accettalo:Per i componenti strutturali, le staffe e le parti saldate o verniciate dopo il montaggio, l'ossido e le scorie leggere sono ben entro i parametri attesi.Molte specifiche strutturali consentono esplicitamente bordi tagliati con ossigeno.

• Riduci:Le scorie di fondo possono essere ridotte al minimo, sebbene raramente eliminate interamente su piastre spesse, mantenendo la corretta profondità di messa a fuoco, la pressione all'interno della banda della macchina e la velocità corretta allo spessore.Tagliare leggermente al di sotto della velocità massima spesso riduce le scorie più efficacemente dell'aumento della potenza.

• Rimuovilo:Le parti destinate alla verniciatura in polvere, alla galvanizzazione o all'assemblaggio a tolleranza ravvicinata richiedono un trattamento: levigatura del bordo inferiore, taglio ad aria dove è accettabile un'ossidazione più sottile,o taglio dell'azoto, dove l'ossidazione deve essere completamente evitata.

Regola empirica:L'ossigeno fornisce il taglio più rapido ed economico, ma i requisiti di finitura dei bordi devono essere presi in considerazione nel flusso di lavoro complessivo.

Riferimento per la risoluzione rapida dei problemi

Domande frequenti

D: È normale che l'acciaio al carbonio con taglio di ossigeno abbia un basso livello di scorie?

R: Su piastre più spesse, sì. L'ossido e alcune scorie di fondo sono caratteristiche intrinseche del taglio dell'ossigeno.Non è un indicatore di malfunzionamento della macchina.

D: Posso tagliare l'acciaio al carbonio con azoto o aria invece di ossigeno?

A: L'aria funziona bene su lastre sottili (comunemente fino a 3 mm) a un costo del gas inferiore, con conseguente bordo di ossido più leggero.bordo privo di ossido, ma è significativamente più lento e più costoso, rendendolo economico solo quando elimina una fase a valle come la descalcificazione prima del rivestimento.

D: Perché il taglio dell'ossigeno utilizza una pressione del gas inferiore rispetto al taglio dell'azoto?

R: L'ossigeno reagisce chimicamente con l'acciaio e genera energia termica, eliminando la necessità di un'elevata pressione meccanica per espellere il materiale fuso.L' eccessiva pressione interrompe la reazione esotermica e raffredda prematuramente il tronco.

D: Che spessore di acciaio al carbonio può tagliare un laser a fibre?

R: Con l'aiuto dell'ossigeno, un laser a fibra taglia tipicamente l'acciaio al carbonio fino a 1,5-2 volte lo spessore massimo dell'acciaio inossidabile a potenza equivalente.,I sistemi a potenza maggiore si estendono ben oltre i 20 mm. Oltre i 25-30 mm, molti produttori passano ai sistemi a plasma o a ossi-carburante per una maggiore efficienza economica.

Impostare il taglio dell'acciaio al carbonio nel tuo negozio

L'acciaio al carbonio rimane il materiale più tollerante per la lavorazione con laser a fibra, ma una scelta impropria del gas o una configurazione dei parametri possono facilmente causare una perdita di produttività.Per le operazioni di valutazione di apparecchiature per carichi di lavoro misti, i nostri ingegneri applicativi possono rivedere i vostri requisiti specifici di spessore e di bordo, raccomandare la classe di potenza ideale e la configurazione del gas,e organizzare pre-acquisto tagli campione sul piatto reale.

[Conversazione con un ingegnere applicativo]Condividere la gamma di spessore del materiale, le dimensioni delle parti e i requisiti di finitura (dipinti, saldati o lasciati nudi) per ricevere una raccomandazione di macchina personalizzata e punti di partenza dei parametri.