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Nitrogênio vs. Oxigênio: qual você deve usar para cortar aço?

May 29, 2019

O corte a laser é um processo de usinagem térmica em que o raio laser serve como uma ferramenta. Parâmetros específicos usados neste processo, como potência do laser e tipo de gás auxiliar, afetarão significativamente a qualidade geral e o tempo de processamento durante a operação. Os gases auxiliares mais comuns usados são oxigênio e nitrogênio. Eles são selecionados com base no tipo de material que está sendo cortado, em sua espessura e na qualidade da borda necessária.

Tradicionalmente, o oxigênio é mais comumente usado ao cortar aços. O aço fino não requer uma quantidade significativa de energia devido ao processo de queima, que envolve uma reação exotérmica - uma reação química do ferro que queima oxigênio, que libera excesso de energia através do calor e da luz. O oxigênio fará aproximadamente 60% do trabalho. Este, por sua vez, é o fator limitador da velocidade de corte. Somente tanta energia pode ser aplicada ao material antes que ocorra muita queima, resultando em um corte inadequado. Isso significa que a velocidade de corte, usando oxigênio como gás auxiliar em aço fino, seria a mesma para um laser de 1500 a 6000 watts.

Geralmente, o nitrogênio é usado ao cortar aço inoxidável ou alumínio para obter uma excelente qualidade. Ao contrário do oxigênio, o nitrogênio serve como gás de proteção no material de calibre de luz para interromper o processo de gravação e permitir que o laser vaporize o material. Isso significa que a potência é o fator determinante na velocidade de corte; mais poder é igual a mais velocidade.

Os poderes do laser têm aumentado constantemente em várias aplicações. Esse desenvolvimento deu ao usuário do laser uma escolha justificável para suas necessidades de processamento, pois agora ele pode considerar o gás auxiliar de nitrogênio como um método válido para processar o aço.

FATORES DE CONSIDERAÇÃO
Para tomar uma decisão adequada entre oxigênio e nitrogênio, os seguintes critérios devem ser considerados:

(1) velocidades de processamento

(2) Operações secundárias, incluindo a qualidade da borda necessária

(3) Custo de operação

Vamos examinar esses três fatores com mais detalhes:

Velocidades de processamento. Como dito anteriormente, as velocidades de corte de oxigênio são limitadas pela potência que pode ser aplicada, enquanto as velocidades de corte de nitrogênio estão diretamente relacionadas à energia. Em alguns casos, potências mais altas do laser, onde o nitrogênio é empregado no corte de aço fino, permitem ao usuário esperar velocidades de processamento três a quatro vezes mais rápidas do que o que pode ser alcançado ao usar oxigênio. No entanto, o corte a laser de aço com nitrogênio não se limita ao material fino. O nitrogênio pode ser usado como gás auxiliar para aços mais espessos, com a espessura máxima dependendo da potência do laser disponível. Embora o nitrogênio forneça velocidades de processamento mais rápidas em aço de até 1/8 pol, esse não é o caso em materiais mais espessos; nesse caso, o oxigênio fornecerá velocidades mais rápidas à medida que a espessura do material aumenta.

Operações secundárias. O nitrogênio fornecerá uma qualidade de borda superior livre de impurezas. Essa borda é altamente receptiva à tinta em pó e também garante uma superfície de solda adequada. Esse método de corte geralmente elimina a necessidade de qualquer operação secundária. No entanto, a superfície do óxido produzida por um corte de oxigênio pode afetar a tinta do revestimento em pó, bem como a soldagem. Em geral, os aços com mais de 14 medidores exigem que essa superfície seja removida para a pintura com revestimento em pó.

Custo de operação. O principal fator que contribui para os custos operacionais é auxiliar o consumo de gás. Há uma diferença significativa entre oxigênio e nitrogênio. O processamento com oxigênio pode resultar no menor custo de operação, pois a taxa de consumo de gás pode ser de 10 a 15 vezes menor que os requisitos de nitrogênio. De um modo geral, à medida que a espessura aumenta o nitrogênio, o consumo de gás aumenta.

A ESCOLHA CERTA
Levando em consideração todos os fatores, é possível fazer a seguinte determinação:

Em aços finos, se um usuário de laser puder aumentar suas velocidades de processamento e produzir mais peças com melhor qualidade a um custo igual ou ligeiramente maior, o nitrogênio deve ser fortemente considerado como o gás de assistência. À medida que a espessura do material aumenta, a decisão se torna mais desafiadora. Se as peças a serem produzidas exigirem operações secundárias, o usuário deverá pesar os custos dos processos e manuseio adicionais para determinar se o custo do nitrogênio adicional no processo de corte a laser fornecerá a solução mais econômica.

Para tomar a decisão mais econômica, todos esses fatores devem ser pesados. Mas tudo se resume a - e o mais importante - é que os usuários de laser realmente têm uma escolha.

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