Oxigênio vs. Nitrogênio: Gases de Assistência ao Corte a Laser

- Apr 28, 2019-

Entendendo o papel dos gases de corte a laser

O corte a laser implica focar um feixe de luz coerente na peça de trabalho. A energia concentrada aquece o metal acima do ponto de fusão, e é assim que ele corta, mas isso por si só não produz uma borda limpa. Sem gás de assistência, o calor flui para a chapa e o metal fundido não cai tão limpo quanto gostaríamos. Há também o problema do metal quente reagir com todos os vários elementos no ar.

O objetivo do gás auxiliar é excluir o ar atmosférico regular e soprar o material fundido. Para isso, o bico de laser é projetado para que o gás rodeie o feixe de laser. É como um tubo de proteção, protegendo o raio da atmosfera.

Essas funções são o que nitrogênio e oxigênio têm em comum. Eles também têm diferenças substanciais.

A explosão do gás em alta velocidade afasta o metal que foi derretido pelo laser. Ele também retira o calor da chapa, minimizando a zona afetada pelo calor.

As propriedades especiais de oxigênio e nitrogênio

Usar oxigênio em torno do metal fundido pode parecer uma coisa estranha de se fazer. Afinal, o metal gosta de pegar átomos de oxigênio (esse é o processo de ferrugem) e o faz ainda mais em altas temperaturas. No entanto, essa reação química também adiciona energia ao processo de corte.

Sem ficar atolado na química, o calor do laser promove uma reação exotérmica no oxigênio, o que significa que mais calor é produzido. Com efeito, o oxigênio amplia a potência do laser, reduzindo mais rapidamente. No entanto, a aresta de corte sofre oxidação no processo. Isso significa que é necessária alguma limpeza, especialmente de peças soldadas ou pintadas.

O gás auxiliar de nitrogênio faz o oposto. Ao excluir o oxigênio da zona de fusão, evita a oxidação ou a descoloração e deixa uma borda limpa, pronta para soldagem ou pintura.

A importância da pureza

Para que os gases auxiliares de oxigênio e nitrogênio façam seu trabalho, é essencial que sejam puros. No caso de oxigênio, isso significa melhor que 99,7% de oxigênio. Para o nitrogênio, o padrão é ainda mais alto: é necessário ter 99,999% de pureza. Ambos os gases estão disponíveis nessas condições, mas é claro que há um custo.

Fazendo a escolha

Aqui está o enigma: folha cortada a laser com gás auxiliar de nitrogênio e você obtém uma borda limpa. Corte a mesma folha com gás auxiliar de oxigênio e você terá uma borda mais áspera que precisa de limpeza, mas graças ao calor adicional produzido, você pode cortar muito mais rapidamente.

Ao cortar material de bitola fina, não há muita necessidade de velocidade adicional. O raio corta tão rapidamente quanto a máquina pode mover a folha. Mas em materiais mais espessos - digamos, maiores que 3/16 ”- o calor adicional do oxigênio ajuda a cortar mais rapidamente.

Também vale a pena notar que nem todos os metais se comportam da mesma maneira. O oxigênio funciona bem com aços carbono, por exemplo, embora não o usássemos com material galvanizado por causa dos gases emitidos. Por outro lado, podemos preferir nitrogênio com um aço inoxidável, porque não deixa virtualmente nenhuma descoloração das arestas.

Tempo de decisão

Como Robin ou Ron Weasley, os gases de assistência não recebem muita atenção, mas eles desempenham um papel importante. Os gases não são todos iguais, portanto, é importante escolher o caminho certo para cada trabalho. A velocidade de corte e a qualidade da aresta são as principais considerações, e é por isso que deixamos claro o objetivo da fabricação.