Corte de aluminio con láser de fibra frente al corte con láser de CO₂

Las aleaciones de aluminio reflejan la energía láser con gran intensidad, por lo que deben cortarse en máquinas equipadas con protección antirreflectante. Comprender tanto la reflexión que se produce en la superficie de la pieza como el flujo de calor resultante en el interior del material ayuda a mejorar el rendimiento del procesamiento y la calidad del corte.

Rendimiento observado

Velocidad de corte

Se comparó la relación entre el espesor de la chapa y la velocidad de corte al utilizar láseres de fibra y de CO₂ de 2,5 kW para cortar aleación de aluminio A5052 con nitrógeno como gas de asistencia. Cuanto más fina es la chapa, mayor es la diferencia de velocidad. En el caso de una chapa de 1 mm, los datos originales indican una velocidad de 4,5 m/min con el láser de CO₂ y de 27 mm/min con el láser de fibra. [A VERIFICAR: la fuente indica que la unidad del láser de fibra es mm/min.] A medida que aumenta el espesor, la diferencia de velocidad disminuye drásticamente.

Las principales condiciones de procesamiento fueron las siguientes:

Láser de CO₂

• Potencia: 2,5 kW
• Distancia focal de la lente de procesamiento: 5 pulgadas
• Gas auxiliar: nitrógeno
• Presión del gas auxiliar: 0,8–1,2 MPa

Láser de fibra

• Potencia: 2,5 kW
• Distancia focal de la lente de procesamiento: 4 pulgadas
• Gas auxiliar: nitrógeno
• Presión del gas auxiliar: 0,6–1,2 MPa

Calidad de la superficie de corte

Al igual que en el corte de acero inoxidable, el láser de fibra produce una superficie de corte más rugosa que el láser de CO₂. La diferencia se acentúa a medida que aumenta el grosor de la pieza.

No se aprecian diferencias evidentes entre el corte con láser de fibra y el corte con láser de CO₂ en cuanto a la presencia de rebabas en la cara inferior. A medida que aumenta el espesor, la formación de rebabas se ve más fácilmente afectada por la presión del gas auxiliar y por la anchura de la ranura resultante del ajuste de la posición focal.

¿Por qué se produce esta diferencia?

Dado que el corte de chapas finas produce relativamente pocas rebabas, los ajustes pueden dar prioridad a la capacidad de fusión. El punto de enfoque se sitúa en la superficie de la pieza de trabajo (Z = 0), donde la densidad de energía del láser es máxima. Por lo tanto, un láser de fibra resulta ventajoso, ya que su haz puede enfocarse en un punto más pequeño.

Sin embargo, en el caso de las chapas gruesas, para evitar la formación de rebabas es necesario ajustar la posición focal, ampliar la anchura de corte y disponer de una presión de gas de asistencia suficiente para expulsar el metal fundido. Estas medidas reducen la densidad de energía en la zona de procesamiento, por lo que la diferencia de velocidad de corte entre los láseres de fibra y los de CO₂ se reduce.