Corte de alumínio com laser de fibra versus laser de CO₂

As ligas de alumínio refletem a energia do laser com grande intensidade; por isso, devem ser cortadas em máquinas equipadas com proteção antirreflexo. Compreender tanto a reflexão gerada na superfície da peça quanto o fluxo de calor resultante no interior do material ajuda a melhorar o desempenho do processamento e a qualidade do corte.

Desempenho observado

Velocidade de corte

Comparou-se a relação entre a espessura da chapa e a velocidade de corte ao utilizar lasers de fibra e de CO₂ de 2,5 kW para cortar a liga de alumínio A5052 com gás de assistência de nitrogênio. Quanto mais fina a chapa, maior a diferença de velocidade. Para uma chapa de 1 mm, os dados originais indicam uma velocidade de 4,5 m/min para o laser de CO₂ e de 27 mm/min para o laser de fibra. [A VERIFICAR: a fonte indica que a unidade do laser de fibra é mm/min.] À medida que a espessura aumenta, a diferença de velocidade diminui acentuadamente.

As principais condições de processamento foram as seguintes:

Laser de CO₂

• Potência: 2,5 kW
• Distância focal da lente de processamento: 5 polegadas
• Gás auxiliar: nitrogênio
• Pressão do gás auxiliar: 0,8–1,2 MPa

Laser de fibra

• Potência: 2,5 kW
• Distância focal da lente de processamento: 4 polegadas
• Gás auxiliar: nitrogênio
• Pressão do gás auxiliar: 0,6–1,2 MPa

Qualidade da superfície de corte

Assim como no corte de aço inoxidável, o laser de fibra produz uma superfície de corte mais áspera do que o laser de CO₂. Essa diferença aumenta à medida que a espessura da peça aumenta.

Não há diferença evidente entre o corte a laser de fibra e o corte a laser de CO₂ no que diz respeito à presença de rebarbas na parte inferior. À medida que a espessura aumenta, a formação de rebarbas é mais facilmente influenciada pela pressão do gás auxiliar e pela largura do corte obtida por meio do ajuste da posição do foco.

Por que ocorre essa diferença

Como o corte de chapas finas produz relativamente poucas rebarbas, os ajustes podem priorizar a capacidade de fusão. O ponto de foco é posicionado na superfície da peça (Z = 0), onde a densidade de energia do laser é mais alta. Um laser de fibra é, portanto, vantajoso, pois seu feixe pode ser focado em um ponto menor.

No caso de chapas grossas, porém, a prevenção de rebarbas exige o ajuste da posição focal, o alargamento do corte e pressão suficiente do gás auxiliar para expelir o metal fundido. Essas medidas reduzem a densidade de energia na zona de processamento, de modo que a diferença na velocidade de corte entre os lasers de fibra e os de CO₂ se torna menor.