Introduzione

Offrendo la possibilità di tagliare rapidamente e con una precisione senza pari materiali spessi, la tecnologia di taglio laser ad alta potenza, in particolare i laser con potenza nominale di 6000 W o superiore, ha trasformato il settore del taglio dei metalli. Questi sviluppi presentano difficoltà particolari anche se comportano una maggiore produzione e capacità. Un passaggio cruciale per ottenere tagli puliti ed efficaci è il processo di regolazione dei parametri per vari materiali. Problemi come scarsa qualità di taglio, troppa scoria e persino danni all'attrezzatura di taglio possono sorgere se i parametri non sono impostati correttamente.

Due dei materiali più usati tagliati con laser ad alta potenza sono l'acciaio al carbonio e l'acciaio inossidabile; sebbene abbiano qualità diverse che richiedono tecniche di taglio diverse. Mentre l'acciaio al carbonio è più soggetto a ossidarsi ma solitamente è più facile da tagliare, l'acciaio inossidabile ha una maggiore resistenza al calore e all'ossidazione. Quando tagliano questi materiali, gli operatori devono modificare le impostazioni laser per garantire sia efficienza che precisione, ottimizzando così i risultati.

Materiale 1: acciaio inossidabile

Parametri ottimali per l'acciaio inossidabile

La variabile più importante da controllare quando si taglia l'acciaio inossidabile con laser ad alta potenza è la pressione del gas di assistenza. Per quanto riguarda l'acciaio inossidabile, un intervallo di pressione di 80-100 bar è perfetto. Poiché l'azoto riduce notevolmente l'ossidazione, necessaria per preservare l'integrità e l'aspetto dei bordi tagliati, è il gas di assistenza preferito. Un ugello da 1,4 mm di solito offre il miglior equilibrio tra flusso di gas e messa a fuoco del raggio laser, quindi anche il diametro dell'ugello è piuttosto importante.

Di solito, l'acciaio inossidabile viene tagliato a 12 m/min. Mentre il gas di assistenza aiuta nella rimozione del metallo fuso dall'area di taglio, questa velocità consente al laser di fondere efficacemente il materiale. Questo equilibrio garantisce sia un'elevata produzione che un'elevata qualità, con conseguenti bordi puliti e lisci.

Suggerimenti per il taglio dell'acciaio inossidabile

• Utilizzare l'azoto per ottenere i migliori risultati: non solo riduce l'ossidazione, ma raffredda anche rapidamente l'area di taglio, riducendo al minimo le zone interessate dal calore e prevenendo lo sviluppo di ossido sui margini di taglio. Quando l'aspetto e la resistenza alla corrosione sono cruciali, questo è particolarmente cruciale.

• Allineamento tra il raggio laser e l'ugello: tagli uniformi e bordi lisci dipendono dall'allineamento appropriato. Sono necessari controlli regolari per garantire prestazioni ottimali, poiché un disallineamento può causare tagli irregolari e bordi ruvidi.

• Monitorare i problemi durante il taglio: gli operatori possono identificare problemi come flusso di gas incoerente o variazioni nella potenza laser monitorando attentamente il processo di taglio. L'identificazione precoce di questi problemi aiuta a prevenire deviazioni dalla qualità prevista dai tagli.

Materiale n. 2: acciaio al carbonio

Parametri ottimali per l'acciaio al carbonio

L'acciaio al carbonio risponde in modo diverso rispetto all'acciaio inossidabile sotto laser ad alta potenza. Il gas di assistenza è l'ossigeno; la normale gamma di pressione è 15-20 bar. Reagendo con il carbonio nell'acciaio, l'ossigeno genera una reazione esotermica che facilita una fusione e una rimozione più efficaci del materiale. Un ugello da 1,2 mm viene spesso utilizzato per l'acciaio al carbonio per concentrare più precisamente il flusso di ossigeno e migliorare le prestazioni di taglio.

In generale, l'acciaio al carbonio ha una velocità di taglio inferiore rispetto all'acciaio inossidabile, circa 8 m/min. Velocità inferiori consentono alla reazione esotermica di svilupparsi completamente, garantendo così un'efficace rimozione del materiale e riducendo la generazione di scorie.

Suggerimenti per il taglio dell'acciaio al carbonio

• Messa a fuoco per acciaio al carbonio più spesso: quando si taglia acciaio al carbonio più spesso, assicurarsi che la messa a fuoco del laser sia impostata alla profondità corretta. Ad esempio, la messa a fuoco del laser dovrebbe essere impostata a 2 mm sotto la superficie quando si taglia una piastra di acciaio al carbonio spessa 25 mm per garantire la migliore efficienza e la minima generazione di scorie.

• Osserva la formazione di scorie: le scorie sono i residui indesiderati che potrebbero formarsi sulla superficie di taglio. Oltre a compromettere l'aspetto del taglio, troppe scorie compromettono la funzionalità della parte. Un attento monitoraggio del livello di scorie consente agli operatori di modificare i parametri, come la velocità di taglio o la pressione dell'ossigeno, per ridurre questo problema.

Guida per la selezione di un ugello

Ugelli monostrato

Gli ugelli monostrato sono in genere la scelta migliore per tagliare lamiere sottili sia di acciaio al carbonio che di acciaio inossidabile. Semplificando il flusso di gas e riducendo così la resistenza, consentono al gas di assistenza di raggiungere l'area di taglio in modo più efficace, consentendo così velocità di taglio più elevate. Negli ambienti di produzione ad alto volume in cui la velocità è una preoccupazione principale, questo design è particolarmente utile.

Ugelli a doppio strato

Gli ugelli a doppio strato offrono un taglio più preciso su piastre più spesse. Lo strato extra garantisce un flusso di gas più costante e concentrato, rimuovendo così efficacemente il metallo fuso sullo spessore del materiale. Ciò produce tagli più precisi e puliti, soprattutto su piastre più spesse.

Errori comuni nel taglio laser ad alta potenza

Piastre spesse surriscaldate

Il taglio di piastre spesse in acciaio inossidabile o acciaio al carbonio a volte provoca surriscaldamento. Il materiale può surriscaldarsi, causando deformazioni o persino danni alla testa di taglio, se la potenza laser è troppo elevata o la velocità di taglio è troppo lenta. Per una piastra in acciaio al carbonio spessa 30 mm, ad esempio, è fondamentale rallentare la velocità di taglio modificando la potenza laser per evitare il surriscaldamento.

Per evitare una generazione di calore eccessiva, assicurarsi che la messa a fuoco del laser sia impostata con precisione sullo spessore del materiale e modificare di conseguenza la velocità di taglio e la potenza del laser.

Regolazioni errate della pressione del gas

Una serie di problemi può derivare da impostazioni errate della pressione del gas. Se la pressione del gas è troppo bassa, il metallo fuso potrebbe non essere sufficientemente soffiato via, causando accumulo di scorie e qualità di taglio inadeguata. Il raggio laser, tuttavia, potrebbe essere interrotto e potrebbero verificarsi tagli irregolari a causa di una pressione del gas eccessiva.

Mantenere la pressione del gas nell'intervallo 80-100 bar è fondamentale per l'acciaio inossidabile per prevenire l'ossidazione e garantire bordi lisci. Una pressione dell'ossigeno inappropriata può causare una scoria troppo elevata o un taglio inefficace per l'acciaio al carbonio.

Per garantire le migliori prestazioni di taglio, controllare e regolare regolarmente le impostazioni della pressione del gas.

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Insomma

Il raggiungimento di buoni risultati efficaci dal taglio laser ad alta potenza di acciaio al carbonio e acciaio inossidabile dipende dall'ottimizzazione dei parametri. La comprensione delle qualità speciali di ogni materiale e delle variabili mutevoli, tra cui il tipo di gas di assistenza, la selezione dell'ugello, la velocità di taglio e la lunghezza focale, aiuterà gli operatori a massimizzare la produzione, ridurre gli sprechi e migliorare la qualità del taglio. Fondamentali per garantire risultati costanti e affidabili sono anche il monitoraggio regolare del processo di taglio e la manutenzione delle attrezzature. Il taglio laser ad alta potenza, con la tecnica corretta, può produrre prestazioni eccezionali sia in applicazioni industriali che su piccola scala.

Domande frequenti sul taglio laser ad alta potenza per acciaio al carbonio e acciaio inossidabile

1. Qual è la pressione del gas ideale per il taglio laser dell'acciaio inossidabile?
   Solitamente compresa tra 80 e 100 bar, la pressione del gas ideale per il taglio dell'acciaio inossidabile è l'azoto, poiché aiuta a ridurre l'ossidazione.

2. Perché il taglio dell'acciaio al carbonio viene facilitato dall'ossigeno anziché da un altro gas?
   Per fondere e rimuovere il materiale in modo più efficace, nell'acciaio al carbonio viene utilizzato l'ossigeno, ottenendo così migliori prestazioni di taglio.

3. A quale velocità di taglio sarebbe più adatto l'acciaio al carbonio?
   Solitamente pari a circa 8 m/min, la velocità di taglio dell'acciaio al carbonio è inferiore a quella dell'acciaio inossidabile per consentire alla reazione esotermica di svilupparsi completamente ed eliminare in modo efficiente il materiale fuso.

4. In che modo la scelta dell'ugello influisce sulle prestazioni di taglio?
   Gli ugelli monostrato offrono velocità di taglio migliori per materiali sottili; gli ugelli a doppio strato sono più adatti per il taglio di piastre più spesse, poiché il flusso di gas più stabile aumenta la precisione.

5. Quali sono i problemi tipici che si verificano quando si tagliano lamiere spesse con un laser ad alta potenza?
   Due problemi tipici sono il surriscaldamento, che può deformare il materiale, e una pressione del gas non adeguata, che può causare una scarsa qualità del taglio o un'eccessiva formazione di scorie.

6. Come posso ridurre la produzione di scorie durante il taglio dell'acciaio al carbonio?
   Modificare la lunghezza focale e la velocità di taglio per ridurre le scorie; monitorare la pressione dell'ossigeno ed effettuare tagli in tempo reale durante l'operazione di taglio.