11 knúmero de publicación: kint. Cl. 7 : B23K 26/12. k 72 Inventor/es: Faerber, Mark. k 74 Agente: Carpintero López, Francisco

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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl. 7 : B23K 26/12 12 TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación: Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Procedimiento para cortar con láser piezas metálicas. Prioridad: DE Titular/es: AGA AKTIEBOLAG Lidingö, SE 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Faerber, Mar 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: Agente: Carpintero López, Francisco ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION Procedimiento para cortar con láser piezas metálicas. La invención trata de un procedimiento de corte por láser de piezas metálicas unidas que contienen oxígeno. Al cortar por láser piezas metálicas, se enfoca un rayo láser sobre la pieza a cortar. A menudo se insufla simultáneamente un gas cortante sobre el punto de corte por medio de un inyector. El gas de corte debe proteger el inyector de la instalación de corte y la lente de enfoque en ella contenida, de salpicaduras metálicas y escoria que se forman durante el proceso de corte, y al mismo tiempo, favorecer el lavado del material fundido y la escoria de la hendidura del oxicorte. En muchos casos se utiliza oxígeno o una mezcla gaseosa oxigenada como gas de corte. La reacción química del oxígeno con el material cortado (por ejemplo, acero) produce calor adicional, el cual favorece el proceso de corte. Tiene lugar entonces una combustión del acero. Al cortar por láser, el especialista diferencia entre el corte por láser convencional con una velocidad de corte de m/min máximo y el corte a alta velocidad de planchas más finas, con velocidades de corte de hasta 0 m/min (Preissig y colaboradores, Corte por láseraaltavelocidadde finas chapas metálicas, SPIE Vol. 27, 96-1). En el ámbito del corte a alta velocidad de chapas finas, ya es conocida la utilización de una mezcla de gas inerte e hidrógeno como gas de corte, según el documento DE-A Al cortar a alta velocidad, se limita la velocidad de corte mediante los llamados fenómenos de acumulaciones de fundido. La alta viscosidad de los elementos fundidos que se generan al cortar limita la velocidad que se puede alcanzar. El documento DE- A muestra al especialista que la adición de hidrógeno al gas de corte disminuye la tensión superficial de los elementos fundidos e impide así su estancamiento. La invención se basa en la tarea de conseguir un procedimiento del tipo mencionado al principio, con el que se puedan cortar limpiamente piezas metálicas que contienen oxígeno. La invención soluciona el problema mediante la utilización de una mezcla de al menos un gas inerte e hidrógeno como gas de corte. En el marco de la invención, el término gas inerte representa cualquier gas y cualquier mezcla de gases que, bajo las condiciones que se presentan al cortar, o bien no produce, o produce una reacción química de poca importancia de la pieza a cortar con los productos de reacción que se generan al cortar y/o la atmósfera del entorno. Gases inertes que se pueden utilizar son, por ejemplo, gases nobles, nitrógeno, así como mezclas de éstos. Entre los gases nobles, se prefiere en especial el argón. El término piezas metálicas que contienen oxígeno unido engloba a todos lo metales que contienen, al menos en zonas parciales (por ejemplo en la superficie), oxígeno unido químicamente proveniente de la etapa de oxidación II. Ejemplos típicos son, metales que mantienen su resistencia contra las influencias del medio ambiente gracias a una capa de óxido sobre su superficie (como por ejemplo el aluminio y sus aleaciones). La invención ha descubierto que, para tales metales, se pueden evitar cortes impuros y deterioros del material a cortar mediante la mezcla de gas de corte correspondiente a la invención. Sorprendentemente, la adición de hidrógeno evita, o bien disminuye, estos efectos indeseados. El oxígeno atrapado en el metal conlleva de una manera evidente a un corte impuro (como por ejemplo la formación de rebabas), a oxidaciones en la zona de los extremos de corte y al deterioro del metal en la zona de los extremos de corte. Esto es inevitable con el estado de la técnica, puesto que por regla general, se añade oxígeno directamente para mejorar el rendimiento de corte. La invención se basa, además, en el conocimiento de que se puede evitar, o bien disminuir, esta acción no deseada del oxígeno contenido en el metal mediante la adición de hidrógeno a un gas de corte inerte por sí mismo.esto es más sorprendente de lo que cabría esperar, y es que durante el proceso de corte, el oxígeno disuelto en el metal pudiera ser que se liberara por de pronto en forma de átomos, que reaccionara de nuevo inmediatamente con la matriz metálica y condujera en ese punto a nuevas reacciones de oxidación. En su lugar se ha comprobado claramente que, la afinidad de este oxígeno con el hidrógeno molecular que pasa por delante del punto de corte es mayor y,porlotanto,eloxígeno se une al hidrógeno y se evacua. Incluso con concentraciones de hidrógeno en el gas de corte relativamente pequeñas aparece este efecto. El efecto técnico de la adición de hidrógeno en el marco de la invención es completamente distinto al que ocurre cuando se cortan finas planchas a alta velocidad según el documento DE- A En aquél, el único efecto deseado consiste en reducir la tensión superficial de los elementos fundidos para posibilitar un corte más rápido. El gas de corte contiene, por conveniencia, una relación de porcentaje en volumen de hidrógeno de 1 -, preferiblemente 3-2, o mejor aún - 1. En particular, se prefiere utilizar el procedimiento correspondiente a la invención cuando se trata de piezas metálicas que muestran una capa de óxido. En el marco de la invención, hay que entender el término capa de óxido en el sentido más amplio, y engloba todas las capas en las que el oxígeno aparece unido en una rejilla cristalina durante la etapa de oxidación II. Se puede tratar, por ejemplo, de capas de óxido, hidróxido, carbonatos, sulfatos, así como mezclas de ellos. Además,se engloban dentro de este término capas de cristales mezclados, como por ejemplo, espinelas. Las piezas pueden ser de aluminio o de una aleación de aluminio. Como es sabido, el aluminio se inertiza inmediatamente al contacto con el aire mediante la formación de una capa superficial de óxido. Esta capa de óxido no es óxido de aluminio puro. Por lo general contiene también formas mixtas de óxidos e hidróxidos. En aleaciones de aluminio se pueden formar también even-

3 3 ES T3 4 tualmente en la superficie mezclas de óxido, como por ejemplo espinelas. En particular, el procedimiento correspondiente a la invención es de preferente aplicación cuando se trata de piezas de aluminio anodizado o de una aleación de aluminio anodizado. Con aluminio anodizado la capa de óxido se refuerza artificialmente (por lo general galvánicamente). El procedimiento correspondiente a la invención muestra, con estos materiales, una manifiesta mejoría de la calidad de corte. La velocidad de corte en el procedimiento correspondiente a la invención, se encuentra preferiblemente entre 1 y m/min. Se trata de velocidades establecidas dentro del intervalo llamado corte por láser convencional. La velocidad de corte puede encontrarse por debajo de 1 m/min dependiendo especialmente del grosor del material y la potencia del láser. Un ejemplo de realización de la invención se describe a continuación con ayuda del dibujo, que muestra esquemáticamente la construcción de los elementos esenciales de una instalación de corte por láser. Un rayo láser 1 se dirige sobre la pieza 6 a cortar mediante una lente de enfoque 2. Para ello atraviesa una tobera 3 y su boquilla 11. El propio láser no está representadoeneldibujo,losláser apropiados les son familiares a los especialistas. A modo de ejemplo, se puede utilizar un láser de CO 2 oláser de materia sólida, así como por ejemplo un láser Nd:YAG. Las potencias de irradiación se encuentran, a modo de ejemplo, en el intervalo de1a2,preferentemente1,kw.lalentede enfoque 2 enfoca el rayo láser preferiblemente a la cara inferior de la pieza (chapa) a cortar. El diámetro de la abertura de la boquilla 11 de la tobera puede encontrarse en el intervalo de 0,8 a , y, preferentemente 1, mm. La distancia de la boquilla 11 de la tobera a la superficie de la pieza 6 se encuentra preferentemente en el intervalo de 0,2 a 0,6 mm. La tobera 3 muestra un conducto de admisión, a través del cual se guía el gas de corte a una cámara 4. En este ejemplo de realización se usa como gas de corte una mezcla N 2 /H 2 con una parte de hidrógeno del % en volumen. La presión del gas de corte suministrado se encuentra entre y 1 bar. La pieza 6 a cortar se apoya sobre un dispositivo portador 9. Este muestra una abertura através de la cual pueden expulsarse los residuos metálicos y la escoria 12 que se generan al cortar. La tobera 3 se apoya sobre la chapa 6 mediante un dispositivo de apoyo 7, el cual muestra rodamientos 8 de bolas. Durante el corte, la chapa 6 se mueve en la dirección de la flecha mostrada en la figura 1 con una velocidad de 1 m/min, guiada mediante el dispositivo de corte. El oxígeno unido químicamente al metal que es liberado al cortar, se une a la parte de hidrógeno del gas de corte y se evacua antes de que se pueda transformar en oxidacionesnodeseadasenlazonadecorte. Se evita o disminuye la formación de estrías y rebabas en la zona de corte. Un ejemplo de aplicación del procedimiento correspondiente a la invención es el corte de aleaciones de aluminio como AlMg3 y AlMgSi1 con un grosor del material de 2 mm. En chapas no anodizadas de estas aleaciones, el procedimiento correspondiente a la invención provoca una clara mejoría de la calidad de corte. En chapas anodizadas que muestran una capa de óxido más gruesa y en cuyas zonas superficiales hay unido más oxígeno, la mejoría es aún más pronunciada

4 ES T3 6 REIVINDICACIONES 1. Procedimiento de corte por láser de piezas metálicas que contienen oxígeno unido, con una velocidad de corte de m/min como máximo, a cuyo efecto, se utiliza una mezcla de al menos un gas inerte e hidrógeno como gas de corte. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el gas de corte contiene por lo menos un gas noble y/o nitrógeno como gas inerte. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el gas de corte contiene argón y/o nitrógeno. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el gas de corte contiene un porcentaje en volumen de 1 hidrógeno de 1 -, preferentemente 3-2, con mayor preferencia Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las piezas metálicas tienen una capa de óxido. 6. Procedimiento según la reivindicación, caracterizado porque las piezas metálicas se componen de aluminio o de una aleación de aluminio. 7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque las piezas metálicas se componen de aluminio anodizado o de una aleación de aluminio anodizado. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la velocidad de corte se encuentra entre 1 y m/min NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 4

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