Solución de problemas de rebabas de corte por láser: por qué la configuración no ha cambiado, pero la calidad disminuye

Para un lote de piezas de acero inoxidable de 3 mm procesadas según un estándarmáquina de corte por láser de fibra de metal, los bordes cortados por la mañana estaban lisos. Sin embargo, por la tarde, los trabajadores notaron que a pesar de mantener sin cambios el programa de proceso, la velocidad, la potencia y la presión del gas, comenzó a formarse un anillo de rebabas duras en los bordes inferiores de las piezas.

La reacción inicial más común en-el sitio es aumentar la potencia y reducir la velocidad de corte. Si bien esto parece ayudar un poco al principio, después de cortar algunas docenas de hojas, las rebabas regresan, acompañadas de un color amarillento a lo largo del borde cortado y una acumulación de escoria que empeora.

La verdadera dificultad con este tipo de cuestiones radica en el hecho de queLos parámetros sin cambios en la pantalla no significan que la energía real y el flujo de aire entregados a la ranura permanezcan sin cambios.El corte por láser es un proceso que se completa conjuntamente mediante la óptica, el gas, el material y las condiciones de movimiento. Una lenta deriva en cualquier factor puede de repente hacer que parámetros previamente adecuados sean completamente ineficaces.

El rayo láser calienta el material localizado hasta que se funde o se vaporiza. Luego, el gas auxiliar ingresa a la ranura a alta velocidad a través de la boquilla, soplando el metal fundido hacia abajo y hacia afuera. En un estado ideal, la velocidad de fusión coincide con la capacidad de evacuación de la escoria, dejando solo una escoria muy ligera en el fondo-a veces eliminando por completo la necesidad de un desbarbado secundario.

Una vez que el metal fundido no se evacua a tiempo del fondo de la ranura, se enfría y se adhiere a los bordes, formando rebabas. Por lo tanto, al diagnosticar rebabas, no conviene simplemente preguntar"¿Es la potencia lo suficientemente alta?"En su lugar, haga tres preguntas simultáneamente: ¿El material se está derritiendo de manera estable? ¿El corte permanece limpio y sin obstrucciones? ¿El flujo de aire realmente está expulsando el material fundido?

• Rebabas finas, uniformes y continuas.A menudo están relacionados con desviaciones en la posición del enfoque, la velocidad de corte o la capacidad de flujo de gas.
• Rebabas que aparecen solo en una dirección específica o área localizadasugieren desalineación de la boquilla (fuera-del eje central), deformación de la hoja o fluctuaciones en la distancia de separación del cabezal de corte.
• Rebabas irregulares o fluctuantesEsto significa que debe verificar si la presión de la fuente de gas y el caudal son estables.

Analice primero la morfología de las rebabas antes de tocar los parámetros.-esto normalmente ahorra mucho más material que los cortes repetitivos de prueba-y-errores.

Vale la pena señalar que las rebabas formadas en diferentes materiales, espesores de láminas y gases auxiliares no son idénticas. No se puede aplicar rígidamente un único "cuadro de referencia de rebabas" genérico. Por ejemplo, la escoria dura del corte de acero inoxidable asistido por nitrógeno-y la escoria de óxido del corte de acero al carbono asistido por oxígeno-pueden parecer similares, pero las reacciones térmicas subyacentes y los ajustes necesarios pueden ser completamente diferentes. Confirme siempre primero el material, el espesor de la lámina, el tipo de gas y la configuración original del proceso.

Un enfoque más práctico esconserve una pieza de muestra calificada y un registro completo del proceso cuando la máquina esté en buenas condiciones de funcionamiento.Cuando se produce un problema, compare las muestras nuevas y antiguas, artículo por artículo-verificando el color del corte, los patrones de estrías, la escoria del fondo y las variaciones en las direcciones-antes de ejecutar cortes de prueba a pequeña-escala. Esto proporciona una línea de base específica para su máquina y material, que es mucho más confiable que adivinar causas basándose únicamente en fotografías encontradas en línea.

La boquilla restringe simultáneamente el rayo láser y el gas auxiliar. Si la escoria se adhiere a la punta de la boquilla, o si sufre marcas de quemaduras, deformación o no ha sido realineada para coaxialidad después del reemplazo, el flujo de aire que ingresa al corte puede desviarse hacia un lado-incluso si la lectura de presión de gas en el controlador es completamente normal.

Los signos comunes en el sitio-incluyen:

• Diferentes grados de rebabas en diferentes direcciones a lo largo del mismo contorno circular (especialmente crítico durantemecanizado de precisión de agujeros redondos).
• Cambios en la calidad del borde cortado al cortar líneas rectas en diferentes direcciones.
• La boquilla se ve bien visualmente, pero una prueba de grabación con cinta o una verificación del equipo integrado-revela que el punto del haz está descentrado-.

Al realizar una inspección,Apague la máquina primero y siga el estándar.Procedimientos operativos del cortador láser de fibra..Luego, observe si la abertura de la boquilla es perfectamente redonda y libre de salpicaduras o marcas de impacto. Verifique el modelo de boquilla, el diámetro del orificio y el estado de instalación. Finalmente, calibre la coaxialidad según las instrucciones del equipo.

Nota importante:No toque la abertura de la boquilla con objetos duros y nunca asuma que simplemente instalar una "nueva boquilla" significa automáticamente que la condición de la boquilla es correcta.

La lente protectora de un cabezal de corte por láser de fibra sirve para aislar el polvo, el humo y las salpicaduras. Una vez que aparecen neblina, película de aceite o micro-quemaduras en la superficie de la lente, su transmitancia y las características del haz pueden cambiar, causando calentamiento localizado (lente térmica). Si bien el operador no ve ningún cambio en la potencia establecida, es posible que el haz efectivo entregado a la pieza de trabajo ya no sea estable.

Además, el reemplazo de la lente, las colisiones del cabezal de corte, las anomalías del mecanismo de enfoque automático-o los cambios en el estado de calibración también pueden provocar que la posición focal real se desvíe del gráfico de parámetros. Si bien es posible que las láminas delgadas apenas logren cortar, las placas ligeramente más gruesas o los contornos de orificios pequeños suelen ser las primeras en exponer estos problemas.

El enfoque adecuado esnoEs necesario desmontar con frecuencia la trayectoria óptica sólo para "limpiarla rápidamente". En su lugar, primero observe las alarmas de la máquina, los valores de monitoreo de las lentes protectoras (temperatura/transmitancia) y corte los cambios de calidad, luego inspeccione o reemplace las lentes de acuerdo con los procedimientos de sala limpia especificados por el fabricante. En realidad, es más probable que los entornos, materiales de limpieza o técnicas de manipulación deficientes durante la extracción e instalación de lentes introduzcan nuevas partículas o rayones, lo que afectará el aspecto general.control de calidad de corte de metales.

La función del gas auxiliar va más allá de simplemente "participar en el proceso de corte"-y lo que es más importante, debe expulsar continuamente el metal fundido de la ranura. La presión normal en el cilindro de gas o tanque de almacenamiento solo indica que la presión estática o aguas arriba en un punto de medición específico es normal. No prueba que se mantengan la presión, el caudal y la pureza adecuados en la salida de la boquilla durante el corte dinámico.

Factores como filtros obstruidos, diámetros de tubería insuficientes, restricciones en las conexiones, varias máquinas que utilizan gas simultáneamente o una respuesta lenta del grupo de válvulas pueden causarcaídas de presión dinámicas. Al cortar acero inoxidable con nitrógeno, un caudal o una pureza insuficientes a menudo provocan escoria en el fondo y coloración amarillenta a lo largo de los bordes cortados. Para obtener información técnica más profunda, consulte nuestra guía sobreElegir gas auxiliar para corte por láser..

La solución de problemas de la línea de gas debe seguir la ruta del flujo de gas paso-a-paso:

Es mejor monitorear la presión dinámica y el caudal durante el proceso de corte real, en lugar de depender únicamente de un vistazo rápido al manómetro mientras el equipo está inactivo.

Incluso si los materiales están etiquetados con la misma designación-como "acero inoxidable 304" o "acero al carbono Q235"-pueden existir variaciones entre diferentes lotes de calor, condiciones de superficie, tolerancias de espesor, recubrimientos y niveles de óxido. Las películas protectoras de superficies, las manchas de aceite o las escamas de laminación pueden alterar la absorción de energía y la estabilidad del corte. Además, una superficie de lámina desigual provoca variaciones en la distancia de separación, lo que afecta directamente el acoplamiento del flujo de aire yCaracterísticas del filo del láser..

Por lo tanto, cuando comiencen a aparecer rebabas inmediatamente después de cambiar hojas, lotes o proveedores, no asuma inmediatamente que la máquina está averiada. Conserve una pieza de material en hoja que previamente se cortó suavemente para realizar un corte de prueba comparativo.-Esto generalmente le permite distinguir rápidamente entre "problemas con el equipo" y "problemas con el material".

Solo después de verificar la boquilla, la coaxialidad, las lentes, la calibración del enfoque, las líneas de gas y el material se debe proceder a-afinar los parámetros. Se recomienda restaurar primero la configuración predeterminada utilizando una metodología estructurada paradeterminación de los parámetros del proceso de corte por láser. Luego, realice pequeños ajustes incrementales en la velocidad de corte, la posición de enfoque, la presión del gas o la distancia de separación según la morfología de la rebaba.

Cambie solo una variable a la vez y registre el número de pieza, el lote de material, la especificación de la boquilla, el estado de la lente, el enfoque, la velocidad y la presión del gas. De lo contrario, si cambia tres o cuatro configuraciones a la vez, incluso si la calidad del corte mejora, no sabrá qué ajuste funcionó realmente, lo que le obligará a realizar prueba y error nuevamente la próxima vez.

Las operaciones en-el sitio pueden seguir esta secuencia:

1. Examinarposición, dirección, continuidad y color de las rebabas;
2. Controlarel orificio de la boquilla, el modelo de la boquilla, la coaxialidad y el control de altura (separación);
3. Inspeccionarla lente protectora, la calibración del enfoque y el estado del cabezal de corte;
4. Verificarpresión dinámica del gas, caudal, pureza y restricciones de línea;
5. Compararcon un lote anterior de material en láminas y-ajustar los parámetros usando una sola variable solo como último paso.

Cuando la calidad del corte por láser se deteriora, la mentalidad más peligrosa es asumir que"Debido a que los parámetros no han cambiado, la condición del equipo tampoco ha cambiado". Los parámetros son simplemente comandos-es la boquilla, la trayectoria óptica, la línea de gas y el material los que determinan cómo se ejecutan finalmente esos comandos.Restaurar las condiciones de la máquina a su estado óptimo antes de discutir la optimización de parámetros suele ser más rápido que aumentar ciegamente la potencia y es mucho menos probable que introduzca nuevos problemas.