¿Sabe por qué el corte por láser con una presión de nitrógeno incorrecta puede dañar sus piezas metálicas? Porque suele ocurrir cuando la presión de nitrógeno es demasiado baja o demasiado alta.
La presión del nitrógeno afecta directamente a la calidad del corte, la suavidad del filo y la velocidad. Si no es correcta, el metal puede quemarse, dejar escoria o ralentizar el proceso de corte. La presión debe coincidir con el tipo de material, el grosor y el tamaño de la boquilla. Para obtener resultados limpios, necesita un compresor de nitrógeno que suministre una presión estable. En algunos casos, la gente también intenta utilizar el compresor de aire para máquinas de corte por láser.
En este artículo leerá sobre qué niveles de presión funcionan para diferentes materiales, cómo el grosor del material cambia la presión necesaria y mucho más.
Papel de la presión del nitrógeno en el rendimiento del corte por láser
El nitrógeno actúa como gas auxiliar en el corte por láser. Expulsa el metal fundido de la zona de corte. No reacciona con el material y produce cortes limpios, precisos y sin oxidación.
La presión del nitrógeno importa mucho. Cuando el gas sale a alta presión, elimina rápidamente el material fundido. Esto evita la acumulación y ayuda a que el haz atraviese el material sin problemas. También reduce la posibilidad de escoria y deja un borde mejor.
La alta presión también enfría rápidamente la zona de corte. Esto reduce el daño por calor y mantiene el borde estrecho. En resumen, la presión ayuda a controlar cómo interactúa el rayo láser con el material. Favorece un mejor enfoque de la energía, un corte más rápido y unos bordes de mayor calidad.
Rangos de presión estándar por tipo de material y grosor
Cada material necesita su propio nivel de presión. Los materiales finos necesitan menos presión. Los gruesos necesitan más para empujar el metal fundido fuera de un corte más profundo.
A continuación se indican los valores habituales utilizados en los comercios reales.
| Tipo de material | Espesor (mm) | Presión típica (bar) |
| Acero inoxidable | 1 | 8-10 |
| Acero inoxidable | 3 | 12-16 |
| Acero inoxidable | 10 | 18-22 |
| Aluminio | 2 | 10-12 |
| Aluminio | 8 | 18-20 |
Estas cifras son valores medios. La necesidad real puede variar en función de la boquilla, la potencia de la máquina y la pureza del gas.
Si intenta cortar material grueso con baja presión, es posible que el gas no despeje el corte con la suficiente rapidez. Esto provocará bordes ásperos, quemaduras o incluso cortes fallidos.
Algunas máquinas pueden llegar a utilizar hasta 22 bar para acero inoxidable grueso de unos 10-12 mm. Cuanto mayor sea la presión, mejor funcionará en materiales más gruesos y duros. Pero la presión debe coincidir con el material y el tamaño de la boquilla para evitar desperdiciar gas.
Influencia del diámetro y el diseño de la boquilla en los requisitos de presión
El diámetro de la boquilla afecta a la cantidad de gas que fluye y a la presión necesaria. Una boquilla pequeña hace que el gas salga rápido incluso a baja presión. Una boquilla grande necesita más presión para alcanzar la misma velocidad.
Por ejemplo:
- Una boquilla de 1,0 mm puede funcionar bien con 10 bar.
- Una boquilla de 2,5 mm puede necesitar 20 bares para la misma fuerza.
- Una boquilla de 2,0 mm puede necesitar 16 bares o más para mantener la misma calidad de corte.
La boquilla también debe coincidir con el tamaño del haz. Si la boquilla es demasiado ancha, el gas se esparce demasiado. Si es demasiado pequeña, puede ahogar el flujo y reducir la presión.
La forma de la boquilla también importa. Las boquillas cónicas o de doble cono guían mejor el gas y permiten cortes más limpios a presiones más bajas. La elección incorrecta de la boquilla provoca sobre todo pérdidas de presión. Esto reduce la calidad del corte aunque el compresor de nitrógeno dé la potencia correcta.
Requisitos del compresor para mantener estable la presión del nitrógeno
A compresor de nitrógeno debe ser lo suficientemente potente como para suministrar la presión y el caudal necesarios. Las máquinas de corte por láser suelen necesitar entre 20 y 30 bar para acero inoxidable o aluminio. El caudal también importa. Una máquina básica puede necesitar 500 L/min. Un sistema de alta velocidad puede necesitar más de 1.000 L/min.
El compresor de nitrógeno debe tener un gran depósito de almacenamiento para soportar las caídas de caudal y un alto ciclo de trabajo para soportar cortes largos. Los generadores láser tienen un sistema de refrigeración adecuado para evitar el sobrecalentamiento.
Los compresores sin aceite son mejores para el corte. Evitan la contaminación por aceite y mantienen limpio el gas. Los compresores lubricados pueden ser más baratos, pero necesitan más mantenimiento y filtrado.
El caudal se mide en Nm³/h o L/min. La presión se mide en bar o PSI. Compruebe siempre que su compresor de nitrógeno puede manejar tanto la presión como el caudal requeridos por su máquina láser.
Técnicas de estabilización de la presión durante el corte continuo
Durante los cortes largos o los ciclos rápidos, la presión debe mantenerse constante.Incluso las pequeñas fugas en las mangueras o las juntas pueden hacer caer la presión. La máquina debe mantener la presión y el caudal constantes de principio a fin. Para ello se utilizan reguladores, válvulas y sensores.
- Los reguladores controlan cuánta presión llega a la boquilla.
- Los sensores comprueban si el caudal es constante.
- Las válvulas ajustan el gas según sea necesario.
Si el depósito empieza a agotarse o si el conducto de gas se obstruye, el sistema puede perder presión. Algunas configuraciones utilizan un reforzador para mantener la presión durante los cortes rápidos. Otros utilizan grandes depósitos para almacenar nitrógeno adicional. El compresor de nitrógeno también debe colocarse cerca de la máquina de corte para evitar pérdidas de presión en tuberías largas.
Protocolos de seguridad y mantenimiento para sistemas de alta presión
Los sistemas de gas a alta presión deben seguir estrictas normas de seguridad. Si la presión se acumula demasiado, puede provocar fugas o explosiones. Todos los sistemas deben contar con piezas de seguridad. Entre ellas se incluyen:
- Válvulas de alivio para liberar el exceso de presión
- Discos de ruptura para liberación de presión de emergencia
- Sistemas de control de temperatura para depósitos y mangueras
Los depósitos y los reguladores deben revisarse con regularidad. Las mangueras deben inspeccionarse en busca de grietas o fugas. Sustituya las piezas dañadas al instante.
Siga siempre las normas de seguridad como CE, ISO 23125 (seguridad de las máquinas láser) e ISO 9013 (normas de calidad de corte) o PED. Un compresor de nitrógeno debe instalarse en una zona ventilada y segura. Los trabajadores deben llevar equipo de seguridad cuando revisen sistemas de alta presión.
Resumen
La presión del nitrógeno desempeña un papel directo en la calidad y la velocidad del corte por láser. Los estudios demuestran que más del 70% de las operaciones de corte por láser dependen ahora del nitrógeno para evitar que el metal se oxide y para mantener los bordes brillantes. Necesita un compresor de nitrógeno que proporcione una presión constante y un caudal suficiente para el material que está cortando. Si ajusta bien la presión, obtendrá mejores cortes y podrá reducir el consumo de gas y energía hasta en 30%.
