Aquí he compartido consejos prácticos para el corte por láser de acero dulce que pueden mejorar su proceso de mecanizado y superar los desafíos a los que se enfrentaban anteriormente los maquinistas. Empecemos.
¿Cuáles son los diferentes tipos de acero dulce?
El acero dulce es simplemente un tipo de Acero al carbono con el menor contenido de carbono. Normalmente, tiene 0.04 - 3 por ciento por peso de contenido de carbon lo que le confiere propiedades únicas. Según el Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI), otros elementos como el cromo, el cobalto, el manganeso, el cobre, el silicio, etc., pueden ser añadido para obtener propiedades adecuadas de acero dulce.
El acero dulce es de bajo costoGracias a las modernas técnicas de fabricación, encontrará su uso en casi todos los ámbitos. industrias generales de ingeniería. Por otra parte, hay muchos grados o tipos de acero dulceAlgunos se presentan en esta tabla.
| Grado de acero dulce (AISI) | Composición (% en peso) | Usos |
| 1010 | 0.1 C, 0.45 manganeso | Partes de automóvil. |
| 1020 | 0.2 C, 0.45 manganeso | Chapa, Tuberías. |
| A36 | 0.29 C, 1.00 Mn, 0.2 Cu | Arquitectura, Puentes, Barcos |
| A516 | 0.31 C, 1.00 Mn, 0.25 Si | Recipientes a presión |
| A440 | 0.28 C, 1.35 manganeso | cuchillo cuchillas |
| A633 | 0.22 C, 1.35 manganeso | Caldera, Industria Química |
| S275 | 0.17 C, 1.02 Mn, 0.21 Si | Puentes, Edificios |
| S355 | 0.16 C, 1.3 Manganeso, 0.2 Si, 0.04 Cu | Construcción, Industria Offshore |
Beneficios del corte por láser de acero dulce
La tecnología de corte por láser ha mejorado los múltiples procesos de mecanizado de acero dulce. Estos son algunos beneficios clave.
Velocidad y flexibilidad
Fibra y Máquinas láser de CO2 brindar velocidad sin igualEstas máquinas cuentan con un sistema rápido de rieles y pórtico, que es controlado por control numérico por computadora (CNC). Dado que no hay herramientas de corte físicas involucradas, el El movimiento es rápidoSorprendentemente, las máquinas láser son Compatible con una amplia gama de metales.Esta flexibilidad le permite procesar diferentes grados de acero con pequeños ajustes.
Alta precisión
Los haces láser, por defecto, son realmente precisoEs un haz de luz amplificado que funde y evapora metales con precisión. Dado que se trata de un corte térmico, no tendrá que preocuparse por formación de astillas y bordes ásperos.
El mecanizado láser es tan preciso que puede alcanzar una tolerancia de ±0.003 mm a 0.006 mmEn comparación, la precisión de los métodos tradicionales reside en el rango de ±0.015 mm a 3 mm.
Trabajos complejos
La alta precisión permite a los operadores realizar trabajos complejos y elaborados utilizando acero dulce. Esto aporta mayor precisión al proceso de mecanizado a la vez que controla el coste. El corte láser de metales ayuda a fabricar prototipos y pruebas partes mucho más rápido que las cortadoras tradicionales.
En tiempos antiguos, las geometrías complejas requerían un mayor ajuste de las herramientas y una mayor habilidad del operador.vel. Pero todo cambió con la tecnología láser que puede ser Se ajusta fácilmente presionando la culata.on.
Menor consumo de energía
Las máquinas láser consumen menos energia que las cortadoras tradicionales. Parte de ello se debe a la falta de piezas móviles en la maquinaria. Como resultado, las pérdidas por fricción, calor y vibraciones son casi nulas. También hay significativamente menor formación de virutas y desperdicio cuando el acero dulce se corta con láseres. Entonces, menos recursos se utilizan en la limpieza y el reciclaje de los residuos. En general, el proceso de corte por láser es ecológico y sostenible.
Automatización
La automatización es donde el corte por láser realmente brilla. Están equipados con un sistema de control basado en software. Como resultado, estas máquinas pueden operar automáticamente con una supervisión mínima.
Hay varios tipos de automatización en la tecnología láser. Primero es corte bidimensional mediante un sistema de pórtico. Es rápido y eficaz. Las láminas de acero dulce se alimentan automáticamente y se controla el movimiento del cortador láser.
La segunda es el uso de Brazos robóticos. Estos brazos pueden soldar o cortar en un espacio tridimensional.
Control de Daño
Los expertos dicen que el corte por láser causa la el menor daño al material de entre todos los procesos de corte térmico. Porque incluso si el La temperatura del haz láser aumenta a varios miles de grados., El punto de contacto sigue siendo reducido.. Además, esto no provoca envoltura ni distorsión en el material.
Los cortes también son de de alta calidad, que rojodaños y ahorra muchos ingresos en la producción a gran escala de acero dulce. Desde el corte hastaol tiene sin desgaste, el daño general se minimiza, reducción del coste operativo.
Al cortar acero dulce con láser, afirmar Las tolerancias teóricas a nivel de micras no son realistas. en el procesamiento térmico del mundo real. A través de pruebas reales en el taller, Máquinas de corte por láser de fibra de alta resistencia Baison control constante Posicionamiento mecánico real y tolerancias de repetibilidad dentro de ±0.03 mm/m durante la producción en masa de acero dulce de 1 a 10 mm.
Esta precisión está impulsada por el estándar de Baison. Cajas de engranajes con eje de salida integrado TECHMECH, conforme a la norma alemana DIN6., que cuentan con una retroceso de tan solo 3 minutos de arcoCombinado con un Diseño de armario de control independiente, esta configuración completamente Elimina las microvibraciones y los errores de transmisión. durante operaciones de alta velocidad.
Sin embargo, dado que existen variaciones en la dureza y el óxido superficial entre los diferentes lotes de material, el resultado final tolerancia a la deformación térmica del producto terminado todavía depende del ajuste fino del proceso in situ. Puedes obtener los productos probados en fábrica de Baison Hojas de datos de tolerancia de precisión para varios espesores de placa, o bien, haga que un ingeniero superior lo haga. realizar pruebas de muestras en fábrica con su material específico para asegurar un solución de control personalizada que se ajusta perfectamente a sus requisitos de alta precisión.
¿Por qué es un desafío el proceso de corte por láser de acero dulce?
El acero dulce es Excelente para diversos procesos de mecanizado. y se utiliza ampliamente en la vida diaria. aplicaciones en casi todos los sectores de fabricación. Pero algunos Los desafíos vienen con sus propiedades materiales superiores.
Ductilidad de materiales
El acero dulce tiene la menor contenido de carbono de cualquier otro tipo de acero. Hace que el material extremadamente dúctil, incluso más que el caucho. El acero con bajo contenido de carbono también es menos quebradizo, el cual previene fracturas.
Sin embargo, esto tiene un efecto secundario. Conduce a... formación de chips largos en el proceso de corte tradicional. No tanto en el corte por láser, sin embargo, El láser evapora el metal.. Pero aún así, el chip largo puede interrumpir el proceso de mecanizadoessPara controlar esto, velocidad de avance, profundidad de corte, velocidad de cortey otros parámetros se reajustanted
Construcción de borde
Del mismo modo, el Los bordes se acumulan durante el proceso de mecanizado debido a alta ductilidad. Puede fácilmente dañar la herramienta. La acumulación en los bordes también se traduce en mala calidad del corte.
Usted podría tener que aumentar la frecuencia de mantenimiento, que conducirá a parada innecesaria del proceso.
La construcción de borde también es a obstáculo en el proceso de automatizaciónAjustar el inserto, la broca y la velocidad de avance solucionaría el problema en los procesos tradicionales. Afortunadamentey, con corte térmico, este efecto se reduce. Asi que, El corte por láser es menos propenso a esto.
Alta Temperatura y Vibraciones
El corte por láser es una proceso térmico que puede crear altas temperaturas en el borde de corteAdemás, el corte láser de acero dulce con oxígeno tiende a quemar los bordes en excesoPara contrarrestar eso, el operador necesita seleccionar el potencia del láser y presión del gas auxiliar cuidadosamente.
El acero tiene mayor resistencia que otros metales, lo que significa que es más propenso a las vibraciones durante el proceso de mecanizado. En el fresado y torneado tradicionalesy cortando, estas vibraciones afectar la calidad del trabajo.
Sin embargo, en el corte por láser de fibra, estas vibraciones se deben a la juego inherente del cabezal láser y otros componentes. Las máquinas láser de mala calidad pueden causar un patrón dentado en el corte del borde.
Cuando realizar alta potencia o placa gruesa Corte láser en acero dulce, incluso la más mínima vibración de la máquina puede cubrir la superficie de corte con ondulaciones dentadas en forma de sierra.
Para combatir esto, Baison utiliza un Cama de servicio pesado, totalmente de acero y soldada con placas. que sufre Alivio de tensiones por recocido a alta temperatura a nivel de toneladas para eliminar las vibraciones del procesamiento térmico. Junto con un armario de control independiente que aísla la resonancia eléctrica y una algoritmo de aceleración 1.5G ajustado con precisión, la máquina asegura Estabilidad sólida como una roca durante operaciones de alta velocidad.
Sin embargo, dadas las fluctuaciones en la dureza y las capas de óxido en diferentes lotes de material, lograr un resultado completamente acabado liso y sin dentado Todavía requiere ajuste fino del proceso in situPuedes obtener la fábrica de Baison. hojas de parámetros antivibración para varios espesores de placa para verificar personalmente el resultados de corte como un espejo.
Consejos para obtener los mejores resultados al cortar con láser piezas de acero al carbono
1. Criterios de diseño
Cada proyecto debe tener un diseño de base sólidaLas máquinas láser de fibra utilizan instrucciones de diseño en formato de archivo .dwg o .dxfLas instrucciones claras en la fase de diseño pueden conducir a operaciones más rápidas y reducir el riesgo de daños a la materia
Dado que las máquinas láser siguen Vectores 2D, asegúrese de que las líneas estén no inconexo y cerrar todos los bordes. Asegurar la El ancho de la muesca es al menos 1 mm del espesor. y lejos de la esquina de la placa de metal. De esta manera, el integridad de la placa metálica permanece intacta.
Se recomienda el uso de filetes. en lugar de bordes afilados como reduce la concentración de estrés. Típicamente, el filete radius debería ser la mitad del tamaño del espesor.
Supongamos que tiene que cortar varias características interiores y exteriores en una sola lámina de acero dulce.comió Espacialos adecuadamente en su lugar para que la calidad permanezca intacta. Si dos características son demasiado cerca el uno del otro, el láser podría quemar el borde entre dos características.
2. Limpieza de superficies
Como sabemos, el acero dulce tiene diferentes grados, lo que significa que sus propiedades difieren. Algunos grados son menos resistente a la corrosión que otros. Como resultado, El óxido y la cascarilla pueden acumularse. en la superficie del metal. Incluso la capa más pequeña puede afectar negativamente la calidad del corte. Asegurate que limpiar la placa de acero dulce antes de proceder correctamente.
3. Selección de la potencia del láser
La potencia del láser es el parámetro más importante. en el corte por láser. Las potencias típicas de las máquinas láser son 1.5 kW, 2 kW, 3 kW y 6 kW.
La potencia del láser determina la espesor máximo de la placa de acero dulce Puedes cortar. El mejor enfoque es a Consultar las directrices proporcionado por el fabricante de la máquina. De esa manera, usted podrá evitar daños innecesarios.
Los láseres de fibra necesitan menos energía. que CO2 láseres para cortar a la misma profundidad considerando que todos los demás parámetros permanecen iguales. Esto se debe a que los láseres de fibra tienen una mayor tasa de absorción.
4. Inspección de daños
Si su máquina está funcionando continuamente durante algunos días, se recomienda Inspeccione cualquier daño previo. a los componentes de la máquina láser antes de comenzar otro trabajo. lente láser, boquilla, antorcha y flujo de gas son principalmente propensos a sufrir daños. A veces Los escombros se atascan en el láser y puede afectar el rendimiento de corte.
5. Ajuste la configuración de corte
Los ajustes de corte de acero dulce incluyen: potencia de salida, velocidad de corte, ajuste de perforación, selección de gas y presión. Ajuste estos según el directrices del fabricante para el grado específico de acero dulce.
La perforación es el primer y más importante paso., ya que marcará el tono adecuado para el resto del montaje. Asegúrese de que Usar unicamente Ajustes de energía recomendados porque una mayor intensidad puede dejar marcas de quemaduras sobre el material
Se sabe por observación que desde De 1 mm a 4 mm, un láser con oxígeno puede crear una buena perforación. Pero para acero dulce más grueso como 8 mm, el aire comprimido es mucho más adecuado para perforar el metal.
Se realiza el piercing en la línea de corte si el diámetro del agujero coincide con el ancho de la línea. De lo contrario, se hace en el lado interior de la línea de corte.
6. Selección de gas adecuada
YDebes considerar el Ayuda en la selección de gas, presión y caudal.. Para acero dulce, El oxígeno es el más compatible. Sin embargo, nitrógeno y aire comprimido También se utilizan en algunos casos.
El acero dulce requiere Ajustes de potencia y presión de gas más bajos para el mismo espesor en comparación con otros tipos de acero. Sorprendentemente, el La velocidad de corte también es mayor. Para acero dulce. Tenga esto en cuenta al seleccionar los parámetros del gas.
El oxígeno produce un orificio de perforación más ancho que el nitrógeno. Además, la investigación muestra En su lugar, se puede utilizar nitrógeno para perforar., y Posteriormente, el corte puede continuarse utilizando oxígeno. Con esta combinación, La perforación se puede realizar en la línea de corte., reducir el desperdicio de materiales.
Otra investigación muestra que Condiciones óptimas para el corte láser de oxígeno de acero dulce para diferentes espesores.
| Espesor (mm) | Ancho promedio (mm) | Potencia (W) | Tasa de corte (mm/s) | O2 presión (bar) |
| 1 | 0.3 | 67 | 9.5 | 1 |
| 1.5 | 0.35 | 97 | 9.5 | 1 |
| 2 | 0.3 | 123 | 7.1 | 2 |
Si desea obtener más información sobre los gases auxiliares y su selección, lea el artículo “¿Qué gas es mejor para el corte por láser? Una guía fácil de seguir."
Al cortar acero dulce con láser, depender estrictamente de los procesos de oxígeno tradicionales por debajo de 6 kW no ha logrado satisfacer las necesidades. exigencias de control de costes de las fábricas modernasBaison ha introducido completamente Tecnología de ultra alta potencia de 12,000 W, lo que permite que el procesamiento de placas medianas y gruesas deje de depender por completo de la elección de un solo gas.
Para placas de acero dulce de 6 mm, 12 mm y 20 mm, el centro de I+D de Baison llevó a cabo rigurosas pruebas de proceso utilizando aire a alta presión y gases mixtos de precisión de la serie MAPCon una potencia de 12 kW, el corte de placas medianas y delgadas con aire no solo ofrece velocidades que superan con creces las del oxígeno tradicional, sino que también logra Ahorro máximo de costes por tonelada de gas.
Al cortar placas gruesas de 20 mm de espesor, el proceso de gas mixto especialmente ajustado de Baison mantiene altas velocidades de viaje al tiempo que soluciona perfectamente el problema de la escoria de la parte posterior, entregando un acabado de corte liso que compite directamente con el procesamiento en frío con nitrógeno.
Sin embargo, a pesar de la relación de gas óptima Está estrechamente relacionado con las fluctuaciones en el voltaje real de la fábrica y la pureza de la fuente de gas.
7. Calibración de la boquilla
Un rayo láser fluye a través de un boquilla de cobre en una máquina láser estándar. Sin embargo, si la boquilla está desalineada, el láser encontrará una obstrucción. Esto se conoce como recorte del haz. Por lo tanto, alinee siempre el rayo láser para minimizar las pérdidas al cortar acero dulce.
Otro factor es el posición focal del haz láser. Para el acero dulce, tienes que centrar la atención en la superficie del material.
El altura de la boquilla láser Varía según el grosor y el tipo de material. Idealmente, la boquilla debería ser A 0.2 mm – 0.5 mm de distancia desde la superficie del material.
8. Velocidad de corte
La velocidad de corte es un parámetro crucial en el control de la calidad del proceso. El problema más común con el acero dulce es el efecto de estriación en el borde del corte, que está relacionada principalmente con la velocidad de corte.
La estriación es la líneas paralelas y surcos que se forman durante el corte. aumenta la rugosidad de la superficieess y afecta negativamente el acabado del corte. Más adelante, puede plantean un problema en la soldadura as bien.
Investigue Muestra un velocidad de corte crítica en la que el efecto de estriación es mínimo durante el corte láser de oxígeno de acero dulce.
Empieza por aumentar gradualmente la velocidad de corte hasta que alcances la velocidad óptima sin estrías. Luego, mantener esta velocidad para el resto del trabajo. Además, la máquina debería tener al menos Potencia de salida de 1 kW o superior.
9. Minimización de la Zona Afectada por el Calor (HAZ)
La disipación de calor desigual puede causar defectos en el material durante corte por láser de fibra, especialmente para acero suaveEstas zonas se originan donde el calor no derrite el material pero está lo suficientemente caliente como para... cambiar la microestructura.
Esto crea un Zona Afectada por el Calor (HAZ) que pueden plantear todo tipo de problemas, como por ejemplo: resistencia reducida a la fatiga, fracturas prematuras y distorsión.Los Selección correcta del gas auxiliar disminuye la ZAZ, ya que enfría la superficie durante el proceso.
Los dos factores más significativos que afectan la ZAT son potencia y velocidad de corte.
La regla general es que la ZAH se puede minimizar mediante aumentar la velocidad de corte por láser y disminuyendo la potencia del láserSin embargo, no es tan sencillo; una mayor velocidad de corte también puede crear mayor rugosidad superficialss. Por lo tanto, tienes que equilibrar el velocidad critica.
10. Crear una pieza de prueba
Es difícil acertar con la configuración de corte por láser de fibra al primer intento. Claro, puedes lograr un nivel básico de éxito, pero necesitas... crear piezas de prueba para una mayor calidad. Estos son el prototipo del actutodo trabajo. Si tienes que completar un pedido de cien piezas, tú primero hacer algunas piezas de prueba para obtener los parámetros láser ideales.
Al cortar con láser placas de acero dulce de más de 10 mm de espesormemorizar ciegamente la teoría del libro de texto de “alta velocidad y baja potencia” conduce fácilmente a fallas de corte o escoria severa en la parte posterior.
La experiencia real de los maestros de taller de Baison en el control de la temperatura radica en la fabricación. microajustes dinámicos mediante sistemas de control avanzados como CypCut. Al introducir “Puntos de enfriamiento” en curvas pronunciadas o curvas y Ajuste fino de la curva de potencia en las curvas—combinado con un proceso de perforación progresivo en varias etapas—Eliminan por completo el sobrecalentamiento en las esquinas pronunciadas y los defectos de ondulación causados por la acumulación de calor en la fuente.
Además, el estándar Algoritmo “Salto de rana” equipados en máquinas Baison durante perforación y desplazamiento de alta velocidad no solo reduce drásticamente el tiempo de viaje en ralentí sin cortespero también de manera efectiva reduce la zona afectada por el calor (ZAC) de los bordes acabados a través de Altura de elevación de refrigeración dinámica.
Sin embargo, placas con diferentes contenidos de carbono varían enormemente en su sensibilidad a la acumulación de calor, por lo que la depuración real aún requiere Ajuste fino basado en la estructura de la pieza de trabajo.Puedes obtener el testimonio de Baison de primera mano. Guía de parámetros del sistema de control para placas medianas y gruesas anti-sobrecalentamiento para presenciar personalmente productos terminados de alta precisión y sin sobrecalentamiento con bordes cortados brillantes con un brillo plateado metálico.
11. Examine la parte cortada
El patrón en un borde cortado puede revelar mucho sobre la deficiencia en la configuración de la máquina láser. Idealmente, un Equilibrio perfecto entre potencia, velocidad y flujo de gas. es clave para un borde de corte suave. Así que empieza con un corte de prueba y examinarlo visualmente.
Siga las configuraciones recomendadas por el fabricante. Optimice los ajustes de corte aumentando o disminuyendo el caudal de alimentación, presión del gas y potencia en pequeños incrementos. Estos son algunos de los defectos a tener en cuenta.
| Defectos de corte | Posibles razones |
| Zona más afectada por el calor. | El poder es demasiado. |
| Kerf estrecho con oxidación en la parte inferior. Escoria excesiva en el borde de corte inferior | Punto focal bajo, alta velocidad de corte, baja presión de gas (oxígeno), tamaño de boquilla pequeño. |
| Kerf más ancho, efecto estriado, mayor rugosidad, bordes quemados. | Punto focal más alto, presión de gas más alta (oxígeno), velocidad de corte lenta, boquilla defectuosa. |
Preguntas Frecuentes
P: ¿Qué industrias se adaptan mejor a las máquinas Baison?
A: Fabricación de chapa metálica de precisión, estructuras de acero pesadas y maquinaria. cama pesada y Transmisión alemana cerrar Precisión de ±0.03 mm/m Para pedidos de gran volumen.
P: ¿Se pueden personalizar los parámetros?
R: Sí. Dureza del acero y óxido Varían según el lote y la región, lo que requiere configuraciones personalizadas. Haga clic para obtener su Configuración personalizada de Baison.
P: ¿Cuál es el mayor error al comprar?
A: Recogida máquinas de oxígeno baratas y de baja potencia causa altas facturas de gas por tonelada y mano de obra pesada para el molido. Los talleres inteligentes eligen Láseres de 12 kW con aire o gas mixto.
P: ¿Por qué las placas de más de 10 mm se queman o se ondulan?
A: Los parámetros predeterminados fallan en placas gruesas. Requieren puntos de enfriamiento de esquinas afiladas y perforación progresiva mediante sistemas CNC avanzados. Haga clic para obtener nuestro Guía para evitar quemarse en exceso.
P: ¿Cómo puedo conseguir un borde plateado sin escoria?
A: A través de nuestro algoritmo de aceleración 1.5G y ajuste preciso entre gas y HAZ. Dado que su tienda voltaje y pureza del gas afectar los resultados, haga clic para Reserva una prueba de muestra de fábrica.
Conclusión
El corte de acero dulce grueso no debería limitar su eficiencia. Superar defectos térmicos y altos costos de energía requiere hardware más inteligente que funcione con tecnología de gas de vanguardia. Como fabricante OEM, Baison convierte Experiencia en láseres de más de 10 kW en márgenes de beneficio reales para los fabricantes.
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