Análisis de corte por láser para materiales de titanio

El corte por láser es un proceso de alta-precisión comúnmente utilizado para el procesamiento.materiales de titanio y aleación de titanio. Se aplica ampliamente en la industria aeroespacial, dispositivos médicos, equipos químicos y otros campos debido a una pequeña zona afectada por el calor-, bordes cortantes de alta-calidad y gran flexibilidad.

 

 

El principio técnico principal del corte por láser es el efecto térmico de los rayos láser de alta-energía-y el proceso de corte por vaporización:

 

1. Se apunta un láser de alta-potencia a la superficie del material de titanio. Puede elevar instantáneamente la temperatura local hasta el punto de ebullición del titanio y hacer que el material se vaporice rápidamente y forme agujeros.

 

2.El gas auxiliar se rocía a través de la boquilla del cabezal de corte. Elimina el titanio vaporizado de la zona de corte y mantiene el aire fuera. Por lo tanto, evita que el titanio reaccione con el oxígeno a altas temperaturas y forme óxido de titanio quebradizo.

 

3. Cuando el rayo láser y la pieza de trabajo se mueven entre sí, los orificios se estirarán a lo largo de la trayectoria de corte y finalmente formarán una superficie de corte continua.

 

 

 

Las propiedades físicas afectan la dificultad de corte y las particularidades del proceso:

 

1.Alta reactividad: el titanio reacciona fácilmente con elementos como O, N y H a altas temperaturas. El óxido de titanio reduce la tenacidad del filo e incluso puede provocar grietas, por lo que es necesario utilizar protección con gas inerte.

 

2.Alta conductividad térmica: el titanio tiene una conductividad térmica menor que el acero, pero es mayor que la del acero inoxidable. Durante el corte, el calor se transmite fácilmente al área circundante. Necesita un control preciso de la potencia del láser y la velocidad de corte para evitar una zona afectada por el calor- excesivamente grande.

 

3.Altos puntos de fusión/ebullición: Necesitamos un rayo láser con mayor densidad de energía. Por lo general, debemos seleccionar un láser de fibra y controlar el diámetro del punto enfocado entre 0,1 y 0,3 mm.

 

4. Ventajas de la calidad del corte: a diferencia del corte por plasma y el corte por chorro de agua, los materiales de titanio cortados con láser-tienen secciones transversales-suaves y una alta perpendicularidad. Pueden cumplir con los requisitos de componentes de alta-precisión sin necesidad de esmerilarlos.

 

 

1. Pretratamiento y sujeción de materiales

Antes de cortar, elimine las manchas de aceite y las incrustaciones de óxido de la superficie del material de titanio para evitar que las impurezas afecten la calidad del corte.

Durante el corte, utilice adsorción al vacío o accesorios especiales para mantener la pieza de trabajo firmemente en su lugar, a fin de evitar que la deformación térmica cause desviaciones dimensionales.

 

2. Diferencias entre corte de placa gruesa y placa delgada

Placas delgadas (<3 mm): aumente la velocidad de corte, reduzca la potencia del láser y minimice la zona afectada por el calor-. Puede ser adecuado para el procesamiento de piezas de precisión (implantes médicos).

Placas gruesas (>10 mm): es necesario aumentar la potencia del láser, combinándola con el modo de pulso para cortes segmentarios y múltiples. Mientras tanto, necesitamos aumentar la presión del gas auxiliar para garantizar una descarga completa de la escoria.

 

 

Problemas	Causas	Soluciones
Oxidación y decoloración de los bordes cortantes.	Pureza insuficiente/baja presión del gas auxiliar	Utilice argón de alta-pureza; aumentar la presión del gas
Rebabas en el corte	Desviación de la posición focal/velocidad excesivamente rápida	Calibrar el punto focal; reducir la velocidad de corte
Zona afectada por el calor-excesivamente grande	Potencia láser excesivamente alta/velocidad excesivamente lenta	Optimizar la combinación de potencia-velocidad; utilizar láser pulsado
Deformación de la placa	Concentración de calor/sujeción insuficiente	Agregue medidas de enfriamiento; utilizar dispositivos multi-puntos para la fijación