Sabe por que razão o corte a laser com uma pressão de azoto incorrecta pode danificar as suas peças metálicas? Porque normalmente acontece quando a pressão do azoto é demasiado baixa ou demasiado alta.
A pressão do azoto afecta diretamente a qualidade do corte, a suavidade da aresta e a velocidade. Se não for correta, o metal pode queimar, deixar impurezas ou abrandar o processo de corte. A pressão deve corresponder ao tipo de material, à espessura e ao tamanho do bocal. Para obter resultados limpos, é necessário um compressor de nitrogénio que forneça uma pressão estável. Em alguns casos, as pessoas também tentam utilizar o compressor de ar para máquinas de corte a laser.
Neste artigo, irá ler sobre os níveis de pressão que funcionam para diferentes materiais, como a espessura do material altera a pressão necessária e muito mais.
Papel da pressão do azoto no desempenho do corte a laser
O nitrogénio actua como um gás auxiliar no corte a laser. Sopra o metal fundido para fora da área de corte. Não reage com o material e produz cortes limpos, precisos e sem oxidação.
A pressão do azoto é muito importante. Quando o gás sai a alta pressão, elimina rapidamente o material fundido. Isto evita a acumulação e ajuda o feixe a atravessar o material sem problemas. Também reduz a possibilidade de formação de escórias e deixa uma aresta melhor.
A alta pressão também arrefece rapidamente a área de corte. Isto reduz os danos causados pelo calor e mantém a aresta estreita. Em suma, a pressão ajuda a controlar a forma como o raio laser interage com o material. Permite uma melhor concentração da energia, um corte mais rápido e arestas de maior qualidade.
Gamas de pressão standard por tipo de material e espessura
Cada material necessita do seu próprio nível de pressão. Os materiais finos necessitam de menos pressão. Os mais espessos necessitam de mais pressão para empurrar o metal fundido para fora de um corte mais profundo.
Seguem-se valores comuns utilizados em lojas reais.
| Tipo de material | Espessura (mm) | Pressão típica (bar) |
| Aço inoxidável | 1 | 8-10 |
| Aço inoxidável | 3 | 12-16 |
| Aço inoxidável | 10 | 18-22 |
| Alumínio | 2 | 10-12 |
| Alumínio | 8 | 18-20 |
Estes números são valores médios. A necessidade real pode variar consoante o bico, a potência da máquina e a pureza do gás.
Se tentar cortar material espesso com baixa pressão, o gás pode não limpar o corte com rapidez suficiente. Isto pode dar origem a arestas ásperas, queimaduras ou mesmo cortes falhados.
Algumas máquinas podem mesmo utilizar até 22 bar para aço inoxidável espesso com cerca de 10-12 mm. Quanto maior for a pressão, melhor funciona em materiais mais espessos e duros. Mas a pressão deve corresponder ao material e ao tamanho do bocal para evitar o desperdício de gás.
Influência do diâmetro e da conceção do bocal nos requisitos de pressão
O diâmetro do bocal afecta a quantidade de gás que flui e a pressão necessária. Um bico pequeno faz com que o gás saia rapidamente, mesmo a baixa pressão. Um bico grande precisa de mais pressão para atingir a mesma velocidade.
Por exemplo:
- Um bocal de 1,0 mm pode funcionar bem com 10 bar.
- Um bico de 2,5 mm pode necessitar de 20 bar para a mesma força.
- Um bico de 2,0 mm pode necessitar de 16 bar ou mais para manter a mesma qualidade de corte.
O bocal também deve corresponder ao tamanho do feixe. Se o bocal for demasiado largo, o gás espalha-se demasiado. Se for demasiado pequeno, pode estrangular o fluxo e reduzir a pressão.
A forma do bico também é importante. Os bicos cónicos ou de cone duplo guiam melhor o gás e permitem cortes mais limpos a pressões mais baixas. Uma escolha incorrecta do bocal provoca sobretudo perdas de pressão. Isto reduz a qualidade do corte, mesmo que o compressor de nitrogénio dê a saída correta.
Requisitos do compressor para manter uma pressão de azoto estável
A compressor de azoto deve ser suficientemente potente para fornecer a pressão e o caudal necessários. As máquinas de corte a laser necessitam, na sua maioria, de 20 a 30 bar para aço inoxidável ou alumínio. O caudal também é importante. Uma máquina básica pode necessitar de 500 L/min. Um sistema de alta velocidade pode necessitar de mais de 1.000 L/min.
O compressor de azoto deve ter um grande depósito de armazenamento para suportar quedas de fluxo e um ciclo de funcionamento elevado para suportar cortes longos. Os geradores laser têm um sistema de arrefecimento adequado para evitar o sobreaquecimento.
Os compressores sem óleo são melhores para o corte. Evitam a contaminação por óleo e mantêm o gás limpo. Os compressores lubrificados podem ser mais baratos, mas precisam de mais manutenção e filtragem.
O caudal é medido em Nm³/h ou L/min. A pressão é medida em bar ou PSI. Verifique sempre se o seu compressor de azoto pode suportar a pressão e o fluxo exigidos pela sua máquina laser.
Técnicas de estabilização da pressão durante o corte contínuo
Durante cortes longos ou ciclos rápidos, a pressão deve manter-se constante. Mesmo pequenas fugas nas mangueiras ou nas juntas podem fazer cair a pressão. A máquina tem de manter a pressão e o caudal constantes do início ao fim. Isto é feito através de reguladores, válvulas e sensores.
- Os reguladores controlam a quantidade de pressão que vai para o bocal.
- Os sensores verificam se o caudal é constante.
- As válvulas ajustam o gás conforme necessário.
Se o depósito começar a ficar baixo ou se a linha de gás ficar bloqueada, o sistema pode perder pressão. Algumas configurações utilizam um booster para manter a pressão durante cortes rápidos. Outras utilizam grandes depósitos para armazenar azoto extra. O compressor de azoto também deve ser colocado perto da máquina de corte para evitar a perda de pressão em tubos longos.
Protocolos de segurança e manutenção para sistemas de alta pressão
Os sistemas de gás de alta pressão devem seguir regras de segurança rigorosas. Se a pressão se acumular demasiado, pode provocar fugas ou explosões. Todos os sistemas devem ter peças de segurança instaladas. Estes incluem:
- Válvulas de alívio para libertar o excesso de pressão
- Discos de rutura para libertação de pressão de emergência
- Sistemas de controlo de temperatura para tanques e mangueiras
Os depósitos e os reguladores devem ser verificados regularmente. As mangueiras devem ser inspeccionadas quanto a fissuras ou fugas. Substituir imediatamente as peças danificadas.
Respeitar sempre as normas de segurança como a CE, ISO 23125 (segurança das máquinas laser) e ISO 9013 (normas de qualidade de corte) ou PED. Um compressor de nitrogénio deve ser instalado numa área ventilada e segura. Os trabalhadores devem usar equipamento de segurança quando verificam sistemas de alta pressão.
Resumo
A pressão do azoto desempenha um papel direto na qualidade e velocidade do corte a laser. Estudos mostram que mais de 70% das operações de corte a laser dependem agora do nitrogénio para impedir a oxidação do metal e para manter as arestas brilhantes. É necessário um compressor de azoto que forneça uma pressão constante e um fluxo suficiente para o material que está a cortar. Quando se ajusta corretamente a pressão, obtêm-se melhores cortes e pode reduzir-se o consumo de gás e energia até 30%.
