La guía completa para cortar acero al carbono con láser: selección de gas, parámetros y solución de problemas

Introducción: El material que se ejecuta en una reacción química

El acero al carbono –acero suave y placas estructurales– es el material de mayor volumen en la mayoría de los talleres de fabricación, y donde los láseres de fibra ofrecen sus números más impresionantes.Una máquina que lucha en el acero inoxidable de 10 mm a menudo cortará 20 mm de acero al carbono con oxígeno, impulsado por la química entre el gas de asistencia y el hierro en lugar de la potencia láser sola.

La transición del acero inoxidable requiere desaprender el hábito del nitrógeno: el acero inoxidable funciona con nitrógeno a alta presión para un borde brillante y libre de óxidos,Mientras que el acero al carbono funciona con oxígeno a baja presión que alimenta una reacción exotérmica dentro del corte.Esto crea un borde oxidado y una posible escoria en el fondo de las placas gruesas, lo cual es completamente normal, no un defecto.placa gruesa perforante sin estallidos, y la gestión de la capa de óxido.

Por qué el oxígeno cambia todo en el acero al carbono

Cuando un chorro de oxígeno se encuentra con hierro calentado a temperatura de encendido, el hierro se quema.liberación de calor sustancial dentro de la zona de corte:

• Cortes más gruesos a la misma potencia:Un láser de fibra normalmente corta el acero de carbono hasta 1,5 a 2 veces el grosor máximo que maneja en acero inoxidable en la misma clase de potencia.

• Baja presión de los gases:El corte de nitrógeno de acero inoxidable generalmente corre de 10 a 20 bar en la boquilla; el corte de oxígeno de acero al carbono generalmente corre a 0,3 a 0,8 bar.Simplemente sopla los productos de reacción y enfría el corte..

• Una capa de óxido en la superficie cortada:La reacción que añade energía también oxida la superficie fresca, una característica normal en el acero al carbono que es aceptable para la mayoría de las aplicaciones estructurales.

La consecuencia práctica es que la elección del gas y la presión importan de manera diferente que en el inoxidable, y la ventana de parámetros es más amplia, tolerando una latitud de operador mucho mayor.

Selección de gas: oxígeno, aire o nitrógeno

* Las presiones son puntos de partida indicativos en la boquilla. Verifique con los datos del fabricante de la máquina y el sistema de suministro de gas.

Aire: el juego de costos en una hoja delgada

En chapa delgada, el aire comprimido es a menudo la opción de menor costo operativo, eliminando los contratos de suministro de oxígeno mientras produce una oxidación más ligera debido a una reacción sin oxígeno.El aire debe estar limpio y seco.En algunos aceros, el borde de corte por aire puede endurecerse ligeramente,que es una consideración importante si el borde se someterá a mecanizado secundario o de formación.

Nitrógeno: sólo cuando el borde debe estar desnudo

El nitrógeno en el acero de carbono compra exactamente una cosa: un borde brillante y libre de óxido al precio de la velocidad, el costo del gas y la demanda de energía.Aunque para la mayoría de las tiendas, el oxígeno más la descalcificación es más económico que el nitrógeno para el mismo acabado pintado.

Parámetro Puntos de partida por grosor

Cada máquina y lote de material es diferente. Utilice el marco de abajo como una línea de base para el corte de oxígeno, a continuación, desarrollar los parámetros de producción a través de cortes de prueba en la placa real.La calidad depende en gran medida de la calidad del haz, condición de la boquilla, precisión de enfoque y entrega de gas.

*Sólo para los rangos indicativos. Una máquina de 3 kW puede cortar 12-16 mm dependiendo de la calidad y la configuración del haz, mientras que un sistema de 6 kW se extiende generalmente mucho más allá de los 20 mm.mientras que el gas y el enfoque dictan la calidad.

Reglas generales de ajuste

• Escoria de fondo en un corte de oxígenogeneralmente indica un equilibrio incorrecto: compruebe la profundidad de enfoque y la presión del gas antes de aumentar la potencia.

• Quemación de punta en hoja delgadaseñala el exceso de energía: reducir la potencia, aumentar la velocidad o bajar la presión de oxígeno.

• Estrías ásperas en una placa gruesaPor lo general, apuntan a la profundidad de enfoque, la pureza del gas o los problemas ópticos en lugar de las limitaciones de potencia.

• La escala de molino es importante:Las placas laminadas en caliente se encienden y cortan de manera diferente a las de las placas encurtidas o reventadas.

Instalación de foco y boquilla para el corte de oxígeno

El corte de oxígeno produce un corte más amplio que el corte de nitrógeno, junto con un comportamiento de enfoque distinto.

• Hoja delgada:El enfoque en o cerca de la superficie superior produce los cortes más rápidos y limpios.

• Placas medianas y gruesas:Un desplazamiento negativo (foco dentro del material) distribuye la energía a través de la profundidad del corte y reduce la escoria del fondo.

• Boquilla y bloqueo:Una boquilla dañada o fuera del centro distorsiona el chorro de oxígeno y crea escombros asimétricos.

• Entrega de gas:Verificar la presión de oxígeno directamente en la boquilla en condiciones de corte, en lugar de basarse únicamente en las lecturas del regulador.

El acero de carbono perforado: donde el oxígeno vuelve a morder

El punto de falla más frecuente en el procesamiento del acero al carbono es la perforación en lugar del corte.una perforación de oxígeno de potencia completa en una placa gruesa puede estallar violentamente, salpicando metal fundido sobre la boquilla y la lente protectora.

• Pulso o perforación por rampa:Comience con un haz pulsado o de potencia en lugar de una potencia continua para controlar el avance y minimizar la erupción fundida.

• Gas de ayuda controlado:Muchas máquinas perforan con oxígeno reducido o retrasado, o usan aire/nitrógeno para la fase de perforación antes de cambiar a oxígeno para el corte.

• Permitir un tiempo de perforación adecuado:La placa gruesa requiere una perforación más larga; acelerar el proceso invita a los estallidos y deja una marca de inicio más grande afectada por el calor.

• Inspección después de la perforación:Una explosión daña primero la boquilla y la lente protectora. Revisa ambos componentes antes de cortar, ya que una boquilla dañada garantiza una parte comprometida.

La cuestión de la capa de óxido: aceptar, reducir o eliminar

El corte con oxígeno deja inherentemente una capa de óxido en la superficie del corte y, en las placas más gruesas, escoria en el borde inferior.La determinación de si esto requiere una intervención depende de las operaciones a continuación.

• Acepta esto:Para los componentes estructurales, soportes y piezas soldadas o pintadas después del montaje, el óxido y la escoria ligera están dentro de los parámetros esperados.Muchas especificaciones estructurales permiten explícitamente bordes cortados con oxígeno.

• Reducirlo:La escoria de fondo se puede minimizar, aunque rara vez se elimina por completo en la placa gruesa, manteniendo la profundidad de enfoque correcta, la presión dentro de la banda de la máquina y la velocidad adaptada al grosor.El corte ligeramente por debajo de la velocidad máxima a menudo reduce la escoria de manera más efectiva que el aumento de la potencia.

• Quítalo:Las piezas destinadas a recubrimiento en polvo, galvanizado o ensamblaje de tolerancias cercanas requieren tratamiento: molienda ligera del borde inferior, corte por aire donde se acepta una oxidación más fina,o corte de nitrógeno cuando se debe evitar por completo la oxidación.

Regla de oro:El oxígeno proporciona el corte más rápido y más económico, pero los requisitos de acabado de los bordes deben tenerse en cuenta en el flujo de trabajo general.

Referencia de solución rápida de problemas

Preguntas frecuentes

P: ¿Es normal la escoria en el borde inferior del acero al carbono cortado con oxígeno?

R: En placas más gruesas, sí. Los óxidos y algunas escombras del fondo son características inherentes del corte de oxígeno. El enfoque, la presión y la velocidad correctos los minimizan, y la molienda ligera los elimina donde sea necesario.No es un indicador de mal funcionamiento de la máquina..

P: ¿Puedo cortar acero al carbono con nitrógeno o aire en lugar de oxígeno?

R: El aire funciona bien en láminas delgadas (generalmente hasta 3 ̊6 mm) con un menor costo de gas, lo que resulta en un borde de óxido más ligero.borde libre de óxido, pero es significativamente más lento y más caro, lo que lo hace económico sólo cuando elimina un paso a la baja como la descongelación antes del recubrimiento.

P: ¿Por qué el corte de oxígeno utiliza una presión de gas más baja en comparación con el corte de nitrógeno?

R: El oxígeno reacciona químicamente con el acero y genera energía térmica, eliminando la necesidad de una alta presión mecánica para expulsar el material fundido.La presión excesiva interrumpe la reacción exotérmica y enfría prematuramente el corte..

P: ¿Qué espesor de acero carbono puede cortar un láser de fibra?

R: Con ayuda de oxígeno, un láser de fibra normalmente corta el acero al carbono hasta 1,5 a 2 veces el grosor máximo del acero inoxidable manejado a una potencia equivalente.,Mientras que los sistemas de mayor potencia se extienden mucho más allá de 20 mm. Más allá de aproximadamente 25 a 30 mm, muchos fabricantes hacen la transición a los sistemas de plasma u oxicombustible para una mayor eficiencia económica.

Cómo instalar el corte de acero al carbono en su taller

El acero de carbono sigue siendo el material más tolerante procesado por láseres de fibra, sin embargo, la selección inadecuada del gas o la configuración de parámetros puede resultar fácilmente en una pérdida de productividad.Para operaciones de evaluación de equipos para una carga de trabajo mixta, nuestros ingenieros de aplicaciones pueden revisar su rango de espesor específico y requisitos de borde, recomendar la clase de potencia ideal y la configuración de gas,y organizar cortes de muestra pre-compra en su plato real.

[Conversación con un ingeniero de aplicaciones]Comparta su rango de espesor de material, tamaños de piezas y requisitos de acabado (pintados, soldados o dejados desnudos) para recibir una recomendación de máquina personalizada y puntos de partida de parámetros.