¿Qué gas es mejor para el corte por láser? Una guía fácil de seguir.

¿Por qué es necesario el gas auxiliar para el corte por láser? 

El gas de asistencia, también conocido como "Auxiliar" y "Protección", es un gas a alta presión que fluye desde el cabezal del láser hasta la pieza de trabajo durante el proceso de corte por láser. 

El gas auxiliar sopla los bordes de metal fundido de la pieza de trabajo recién cortada, lo que da como resultado bordes más suaves. Además, este gas empuja hacia abajo la pieza cortada y la escoria, separándola del resto de la pieza, lo que impide que el material vuelva a soldarse en el mismo punto. También enfría los bordes, lo que da como resultado menos zonas afectadas por el calor.

Además, protege la lente del láser, la boquilla y la lente de las salpicaduras de corte. El gas de protección protege el láser del entorno exterior, como el polvo, los desechos y el aire. 

El gas auxiliar es un elemento consumible y aumenta el costo de las operaciones de corte por láser. 

Beneficios de usar diferentes tipos de gases para corte por láser

Si planea iniciar un negocio de corte por láser o desea aprender sobre el proceso, se encontrará con las siguientes cuatro opciones de gases auxiliares. 

Nitrógeno 

El nitrógeno es versátil y produce cortes de mayor calidad. No es reactivo y no admite combustión durante el corte por láser; por tanto, el proceso es puramente mecánico. 

Cuando el gas es reactivo, sufre una reacción química al chocar con el material. Esto daña gravemente la calidad del borde o del corte. 

A diferencia de otros gases, el nitrógeno está directamente relacionado con la potencia de la máquina. Por lo tanto, mayor potencia produce mejores velocidades y trabajo. 

El nitrógeno está presente en forma líquida en los cilindros. Por lo general, la mitad inferior de un cilindro es líquido, mientras que la mitad superior tiene vapores de gas. 

En el corte por láser, se necesita alta presión. Normalmente, el nitrógeno se suministra a 22-30 bares (319-435 psi) de presión.

Ajustes de gas nitrógeno
Espesor del material	Presión (Bares)	Volumen (m3/h)
Menos de 8 mm	15	~ 50
12 mm a 15 mm	15-22	~ 120
Hasta 22 mm	22-30	~ 150

Como el nitrógeno requiere una mayor presión para trabajar, esto puede aumentar significativamente la velocidad de corte. A veces, la presión cae debido al uso continuo, ya que la conversión del nitrógeno líquido en vapores en el tanque no puede mantenerse.

Por lo tanto, se utiliza un "vaporizador de nitrógeno" externo, lo que acelera la conversión. Recuerde, no aumenta la presión de nitrógeno. Más bien, aumenta el volumen de nitrógeno. Este exceso de volumen mantiene una presión alta y un caudal constante. 

Puede usar gas nitrógeno para cortar acero inoxidable, latón y aluminio. No solo evita la reacción y la combustión de la escoria, sino que también resiste la corrosión. Teniendo en cuenta que el gas es lo suficientemente puro. Los criterios de pureza del nitrógeno son altos y cercanos al 99.99%. 

Todas las ventajas del gas nitrógeno tienen un precio. Es el gas más caro entre todas las demás opciones. A medida que aumenta el espesor del material, también lo hace el costo del uso de gas nitrógeno. Suele durar 10-15 veces menos que otros gases. 

El gas nitrógeno no es adecuado si su producción fabrica principalmente piezas de metal, ya que la reducción de costos combinada con el acabado posterior aumentará el costo total. Úselo solo si se requiere alta precisión y calidad de filo. 

Oxígeno 

El gas auxiliar de oxígeno también es una buena opción para el gas auxiliar en el corte por láser de materiales más gruesos, pero se debe tener cuidado con sus propiedades de oxidación. El oxígeno puede reaccionar con el metal base. Es una reacción exotérmica que genera un exceso de calor durante el corte. Ayuda a cortar quemando los bordes pero hasta cierto punto antes de dañar el material. 

Es adecuado para materiales reflectantes como acero al carbono y acero dulce. Debido a la oxidación, se forma una capa que aumenta la tasa de absorción del láser, lo que ayuda en el proceso de corte. También es adecuado para piezas de trabajo más delgadas. 

Como desventaja, la misma película oxidante adherida a la pieza de trabajo puede dificultar el procesamiento posterior. Soldar la pieza posteriormente se convierte en un problema, creando defectos de soldadura en la pieza de trabajo. 

El oxígeno funciona de forma ligeramente diferente al nitrógeno. Soporta la combustión (similar al corte por plasma) de filos fundidos y golpes de la escoria. El corte se produce en parte debido a dicha oxidación.  

El requisito de pureza para el oxígeno es del 99.97%, lo cual es vital en el corte. Cuanto mayor sea la pureza, mayor será la combustión, lo que ayuda en el corte. 

Sin embargo, aumentar la pureza aumenta significativamente el costo del cilindro de oxígeno. Por lo tanto, los expertos recomiendan aumentar la calidad solo cuando se trata de láminas de metal muy delgadas (propensas a dañarse). 

Esto limita el poder de corte, ya que aumentarlo podría causar un exceso de quemado del filo. Debido a esto, se logra una mala calidad de corte.

Además, la presión y el caudal de este gas son menores. Esto eventualmente ahorra mucho en el costo operativo. Por lo que es una opción mucho más barata que el gas nitrógeno. 

Ajustes de gas de oxígeno
Espesor del material	Presión (Bares)	Volumen (m3/h)
Menos de 8 mm	3 y más	~ 20
Hasta 22 mm	10	~ 22

Aire Comprimido 

El aire comprimido es simple y conveniente de usar para el corte por láser de fibra. También es el más barato y se usa principalmente para láminas más delgadas, aunque siempre hay excepciones. Por lo general, el acero galvanizado, el latón y el aluminio se cortan con él. 

Aunque es el más económico, debes considerar algunos factores antes de comprar el sistema. A diferencia del oxígeno y el gas nitrógeno, primero debe invertir en compresores y filtros. Esta inversión inicial puede dar sus frutos fácilmente si se necesita una producción constante a largo plazo. 

Los cortes realizados por aire comprimido son, en el mejor de los casos, promedio. Esto se debe a que el aire contiene un 75% de nitrógeno y un 25% de oxígeno (% en volumen) que pueden oxidar el material y producir cortes deficientes.

Sin embargo, también puede ayudar en el proceso de corte al introducir el efecto de sobrecombustión del oxígeno y la alta velocidad de corte del nitrógeno. Entonces, en cierto sentido, obtiene lo mejor de ambos mundos. Sin embargo, también notarás un ligero tono amarillento en los cortes debido al oxígeno. 

Si hay un gran procesamiento posterior, no se recomienda el aire comprimido. Aparte de eso, es rentable. Muchas pequeñas empresas prefieren el aire comprimido, ya que está fácilmente disponible. 

Aunque es el más rentable, todavía hay un problema importante con respecto a este gas. El aire contiene humedad y gotitas de aceite de los compresores. Esto contamina el aire y daña la lente protectora o, en el peor de los casos, el cabezal del láser. Para evitarlo, se requiere extrema precaución y no se debe comprometer el proceso de filtración. 

Argón 

El argón es el más raro de todos los gases y rara vez se usa en el corte por láser de fibra. Este gas tiene un calor específico más alto, lo que significa que puede absorber el calor del corte por láser. Esto puede conducir a un enfriamiento rápido localizado en un área de incisión que puede ser perjudicial para el material. Por lo tanto, solo se usa como alternativa para los metales que pueden reaccionar con el nitrógeno.  

Costo de diferentes gases para corte por láser

Nitrógeno 

El nitrógeno cuesta más cuando se trata de un gas auxiliar. El precio varía de un país a otro, pero aquí hay algunas estimaciones aproximadas. Un suministro típico de nitrógeno cuesta $2.5 (en los EE. UU.), y dura de 20 a 60 minutos, según el trabajo.. Debe negociar con el proveedor y ver qué ofertas puede obtener. Asegúrese de saber cuántos metros cúbicos de flujo de gas necesita para el trabajo antes de decidir las tarifas. 

Muchas industrias grandes prefieren generadores de nitrógeno para recargar cilindros de gas. Es una inversión de una sola vez, pero vale la pena a largo plazo. 

Oxígeno 

En materiales más delgados, el nitrógeno es el más adecuado y el más económico. El nitrógeno es siete veces más rápido en el corte de piezas con espesores de hasta ⅛ de pulgada. Pero el costo del nitrógeno aumentaría exponencialmente sin ningún aumento en la velocidad.

Para espesores mayores, el oxígeno es factible y el trabajo cuesta aproximadamente $1 por hora. Sin embargo, no hemos incluido el costo de desbarbado y acabado. 

Aire Comprimido 

El aire es la solución más rentable y contiene oxígeno y nitrógeno en algún porcentaje. El aire está fácilmente disponible, por lo que el costo es la electricidad utilizada para hacer funcionar el sistema de plomería.

El aire comprimido requiere una inversión inicial en un compresor de pistón o un compresor de tornillo.

También necesitará secadores de aire, polvo y filtros de aceite con esta configuración. El aire comprimido con la menor cantidad de impurezas, como gotas de agua y aceite, producirá cortes de mejor calidad.

¿Cómo elegir el gas auxiliar adecuado para sus necesidades? 

Debe tener en cuenta estos factores antes de configurar su sistema de corte por láser. Incluso un pequeño error de cálculo con respecto al gas de asistencia puede causar una gran pérdida en su proyecto.

Elección de material  

El tipo de material con el que trabajará es el aspecto más crucial a la hora de seleccionar un gas auxiliar. Para acero inoxidable y aluminio, el nitrógeno funciona mejor. Pero el oxígeno es mejor para los materiales reflectantes y oxidables como el acero dulce, el acero al carbono y el acero galvanizado. 

El aire comprimido también es adecuado para acero, aluminio y latón, pero la calidad es menor. Además, tenga en cuenta el costo de acabado cuando use aire. 

Grosor 

Para comprender cómo el grosor juega un papel vital en el proceso de corte por láser, debe comprender el principio básico. El nitrógeno es un gas inerte y no ayuda a cortar, pero evita que los rayos láser entren escombros y polvo. También enfría el área cortada y reduce la zona afectada por el calor.

Sin embargo, esto solo se puede lograr con materiales más delgados que requieren menos potencia láser. A medida que aumenta el espesor, disminuye la calidad del corte con nitrógeno. 

Por el contrario, el oxígeno ayuda a cortar quemando el material. Por lo tanto, aumenta la capacidad de corte del láser, lo que da como resultado un procesamiento de material más grueso. 

Calidad de acabado 

El nitrógeno, por mucho, produce cortes de la más alta calidad en materiales más delgados. Si el trabajo no requiere procesamiento posterior, entonces el corte con nitrógeno es rentable.

El oxígeno también produce cortes de buena calidad pero deja una capa negra de oxidación en el área del corte. Esto puede requerir algún trabajo de procesamiento posterior. 

Puede usar aire comprimido para trabajos que se realizan solo con fines de fabricación. Los cortes son de baja calidad pero, al mismo tiempo, baratos. 

Costo 

El costo del corte por láser depende del material, el grosor, el gas auxiliar y la potencia de la máquina. El grosor también es relativo. Por ejemplo, una máquina de corte por láser de 1500 W puede tener dificultades para cortar un trabajo de 8 mm en comparación con una máquina de 3000 W que usa el mismo volumen de gas auxiliar.

Por lo tanto, se requiere un análisis de costos adecuado del gas auxiliar antes de iniciar un proyecto comercial. Sin embargo, además del "gas auxiliar", no hay un costo operativo crucial de una máquina de corte por láser. 

Descripción rápida 

Gases	Nitrógeno	Oxígeno	Aire Comprimido
Material	Acero inoxidable, aluminio, latón	Acero galvanizado, acero al carbono, acero dulce.	Acero, Aluminio Latón
Grosor (preferido)	3 mm (⅛ pulgadas)	8 22 a mm	1 22 a mm
Requisito de pureza del gas	Moderado	crucial	Moderado
Presión	Alto	Bajo	Bajo
Tasa de flujo	Alto	Moderado	Moderado
Equipación adicional	vaporizador de nitrógeno	Ninguno	Secadores, filtros, compresores
Calidad de acabado	Mejores Clínicas de	Moderado / Alto	Moderado
Costo por hora	Alto	Moderado	Bajo

Consejos para reducir los costos de gasolina en su operación de corte por láser

Optimización del suministro de gas

Las máquinas láser requieren una presión constante y tasas de flujo de gases auxiliares para mantener la calidad de los cortes. Además, las fallas en el suministro de gas pueden provocar caídas de presión innecesarias que afecten la calidad de la producción.

La longitud y el diámetro de la tubería determinan la capacidad de flujo del gas auxiliar. Óptimamente, la línea de suministro de gas debe tener cantidades mínimas de curvaturas. Asegúrese de realizar un mantenimiento regular para evitar costos innecesarios. 

Pureza del gas 

La pureza del oxígeno juega un papel importante en la capacidad de corte de la máquina. Los expertos dicen que incluso la caída de la pureza del 99.97 % al 99.95 % puede afectar negativamente al proceso.

En el caso del aire comprimido, si se filtra mal puede destruir la lente del láser. Para reducir costes, tenga en cuenta la pureza del gas. 

La pureza del nitrógeno es esencial, pero no afecta la calidad del láser. El láser sigue siendo efectivo, pero es más propenso a factores externos que pueden afectar negativamente el costo.

No usar la impureza adecuada dará como resultado un corte deficiente, lo que significa una pérdida de dinero. Mejor calidad equivale a costos reducidos. 

Tanques de Gas y Reguladores

Los gases auxiliares para el corte por láser se suministran en envases de diferentes tamaños. Por lo tanto, evaluar qué tipo de suministro se adapta mejor es necesario para reducir el costo.

Para las pequeñas empresas, los cilindros de gas con recarga periódica son los mejores. Las grandes casas productoras deben optar por tanques de gas o sus equipos de generación de gas. Esto ahorrará el costo de la logística. 

Los reguladores, las mangueras y las válvulas deben recibir mantenimiento regular para evitar fugas. Además, asegúrese de que los cilindros sean de la mejor calidad, ya que pueden contaminar el gas. 

Configuraciones de la máquina

Este es un monitoreo en tiempo real de la máquina de corte por láser. Debe seleccionar el gas adecuado según el trabajo si utiliza múltiples sistemas de gas.

En segundo lugar, la presión se selecciona de acuerdo con el espesor de trabajo, el material y la forma. Asegúrese de obtener las unidades correctas, ya que pueden ser confusas. Los ajustes correctos evitarán el desperdicio de gas y, por lo tanto, reducirán el costo total. 

Hay muchos parámetros a tener en cuenta en la configuración de la máquina. Uno de ellos es el "Tamaño de la boquilla" en el cabezal del láser.

Generalmente, una boquilla más grande significa mayores tasas de flujo de gas auxiliar. Esto puede aumentar la velocidad de corte. Sin embargo, esto puede hacer que el costo de corte sea costoso. Así que optimícelo para reducir el costo mientras mantiene las operaciones. 

Conclusión

Después de revisar los beneficios, las capacidades y las características de cada gas auxiliar, puede elegir fácilmente el gas adecuado para su proceso de corte por láser.

El nitrógeno es el mejor gas auxiliar para el corte láser de alta calidad en acero inoxidable. Por el contrario, el gas oxígeno se adapta mejor a los materiales reflectantes y oxidables como el acero al carbono. 

El aire puede funcionar en acero, aluminio y latón, pero la calidad de los bordes es deficiente, lo que puede compensarse con los bajos costos operativos.

Recuerde hacer un análisis detallado antes de tomar cualquier decisión porque es un costo recurrente que puede hacer o deshacer su proyecto.

Incluso si el trabajo solo le cuesta diez centavos por metro cúbico más que el mercado, el precio eventualmente se disparará y causará grandes pérdidas. 

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