Dificuldades e soluções para corte de chapas grossas de aço

As seguintes dificuldades técnicas existem na existência de metal corte a laser máquinas para cortar chapas grossas:

1. O processo de combustão quase estável é difícil de manter. 

No processo de corte real do corte a laser de metal máquina, a espessura da placa cortável é limitada, o que está intimamente relacionado com a incapacidade do ferro da frente de corte de ser queimado de forma estável. O processo de combustão deve ser contínuo e a temperatura no topo da fenda deve atingir o ponto de ignição. A energia liberada pela reação de ferrooxidação sozinha não garante realmente que o processo de combustão continue.

Por um lado, como a fenda é continuamente resfriada pelo fluxo de oxigênio do bico, a temperatura da frente de corte é reduzida: por outro lado, a camada de óxido ferroso formada pela combustão cobre a superfície da peça, dificultando o difusão de oxigênio e reduz a concentração de oxigênio.

Em um determinado nível, o processo de combustão será interrompido. Ao cortar a laser com um feixe convergente convencional, a área do feixe de laser que atua na superfície é pequena. Devido à alta densidade de potência do laser, a temperatura da superfície da peça atinge o ponto de ignição não apenas na região da radiação do laser, mas também por causa da condução de calor. A área atingiu a temperatura de ignição. 

O diâmetro do fluxo de oxigênio na superfície da peça de trabalho é maior do que o diâmetro do feixe de laser. Isso indica que não apenas uma forte reação de combustão ocorre na região de irradiação do laser, mas também a combustão ocorre simultaneamente ao redor do ponto irradiado pelo feixe de laser.

Quando a placa é cortada, a velocidade de corte é bastante lenta e a superfície da peça de trabalho é queimada a uma taxa mais rápida do que a cabeça de corte. Após algum tempo de queima, o processo de combustão é extinto devido à diminuição da concentração de oxigênio. Somente quando a cabeça de corte se desloca para esta posição, a reação de combustão começa novamente. 

O processo de combustão na frente de corte é realizado periodicamente, o que causa oscilações de temperatura na frente de corte e baixa qualidade de corte.

2. É difícil manter a pureza do oxigênio e a pressão constantes na direção da espessura. 

Quando a máquina de corte a laser de metal é cortada em placas grossas, a diminuição da pureza do oxigênio também é um fator importante que afeta a qualidade da incisão. A pureza do fluxo de oxigênio tem forte influência no processo de corte. Quando a pureza do fluxo de oxigênio diminui em 0.9%, a taxa de queima de ferrite diminui em 10%; quando a pureza diminui em 5%, a taxa de queima diminui em 37%.

A diminuição da taxa de queima irá reduzir muito a entrada de energia na fenda durante o processo de combustão, reduzir a velocidade de corte e aumentar o teor de ferro na camada líquida da superfície de corte, aumentando assim a viscosidade da escória, resultando em dificuldade em descarregar a escória. Escória severa aparecerá na parte inferior, tornando a qualidade da incisão inaceitável. Para manter o corte estável, é necessário que a pureza e a pressão do corte do fluxo de oxigênio na direção da espessura sejam mantidas substancialmente constantes. No processo de corte a laser convencional, um bico cônico comum é freqüentemente usado, o que pode atender aos requisitos de uso no corte de chapa fina.

No entanto, ao cortar chapas grossas, à medida que a pressão de alimentação aumenta, ondas de choque são facilmente formadas no campo de fluxo do bico. A onda de choque tem muitos riscos para o processo de corte, reduzindo a pureza do fluxo de oxigênio e afetando a qualidade da incisão.

Geralmente, existem três maneiras de resolver esse problema:

• (1) adicionar uma chama de pré-aquecimento ao redor da corrente de oxigênio de corte;
• (2) adicionar um fluxo de oxigênio auxiliar em torno do fluxo de oxigênio de corte;
• (3) Projete razoavelmente a parede interna do bico para melhorar as características do campo de fluxo de ar.

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