1. Резка испарением
В процессе резки лазерной газификацией температура поверхности материала поднимается до температуры кипения настолько быстро, что этого достаточно, чтобы избежать плавления, вызванного теплопроводностью, поэтому часть материала испаряется в пар и исчезает, а часть материала выбрасывается со дна щели вспомогательным газом Поток сдувается. В этом случае требуются очень высокие мощности лазера.
Для предотвращения конденсации паров материала на стенках пропила толщина материала не должна значительно превышать диаметр лазерного луча. Поэтому этот процесс подходит только для тех применений, где необходимо избегать выброса расплавленного материала. Эта механическая обработка применяется практически только в небольших областях применения сплавов на основе железа.
Этот процесс нельзя использовать для таких материалов, как дерево и некоторые виды керамики, которые не находятся в расплавленном состоянии и, следовательно, с меньшей вероятностью допускают повторную конденсацию паров материала. Кроме того, эти материалы обычно обеспечивают более толстые разрезы. При лазерной резке пара оптимальная фокусировка луча зависит от толщины материала и качества луча. Мощность лазера и теплота испарения оказывают лишь определенное влияние на оптимальное положение фокуса. Когда толщина листа постоянна, максимальная скорость резки обратно пропорциональна температуре газификации материала. Требуемая плотность мощности лазера превышает 108 Вт/см2 и зависит от материала, глубины резки и положения фокуса луча. В случае определенной толщины пластины, при условии достаточной мощности лазера, максимальная скорость резки ограничивается скоростью газовой струи.
2. Плавление и резка
При лазерной резке плавлением заготовка частично расплавляется, а расплавленный материал выбрасывается потоком воздуха. Поскольку перенос материала происходит только в жидком состоянии, этот процесс называется лазерной резкой плавлением.
Лазерный луч в сочетании с инертным режущим газом высокой чистоты выталкивает расплавленный материал из пропила, но сам газ в резке не участвует. Лазерная резка плавлением может обеспечить более высокую скорость резки, чем резка газификацией. Энергия, необходимая для газификации, обычно выше, чем энергия, необходимая для плавления материала. При лазерной резке плавлением лазерный луч поглощается лишь частично. Максимальная скорость резки увеличивается с увеличением мощности лазера и уменьшается почти обратно пропорционально увеличению толщины листа и температуры плавления материала. В случае определенной мощности лазера ограничивающим фактором является давление воздуха в месте пропила и теплопроводность материала. Лазерная резка плавлением может обеспечить резку без окисления материалов из железа и титана. Плотность лазерной мощности, которая вызывает плавление, но меньше, чем газификация, составляет от 104 Вт / см.2и 105 Вт/см2для стальных материалов.
3. Резка оксидированием плавлением (лазерная резка пламенем)
Резка плавлением обычно использует инертный газ. Если его заменить кислородом или другим активным газом, материал воспламеняется под воздействием лазерного луча, и с кислородом происходит бурная химическая реакция с образованием другого источника тепла, который дополнительно нагревает материал, что называется окислительной резкой-плавлением. .
Из-за этого эффекта с помощью этого метода можно получить более высокие скорости резания, чем при резке плавлением для той же толщины конструкционной стали. С другой стороны, этот метод может иметь худшее качество резки, чем резка плавлением. На самом деле он дает более широкие пропилы, заметную шероховатость, увеличенную зону термического влияния и худшее качество кромки. Лазерная резка пламенем вредна для прецизионных моделей и острых углов (опасность обжечь острые углы). Лазеры в импульсном режиме можно использовать для ограничения теплового воздействия, а мощность лазера определяет скорость резки. В случае определенной мощности лазера ограничивающими факторами являются подача кислорода и теплопроводность материала.
4. Контролируйте резку трещин
Для хрупких материалов, которые легко повреждаются при нагреве, выполняется высокоскоростная и контролируемая резка с нагревом лазерным лучом, которая называется резкой с контролируемым изломом. Основное содержание этого процесса резки заключается в том, что лазерный луч нагревает небольшой участок хрупкого материала, вызывая большой температурный градиент и сильную механическую деформацию в этом участке, в результате чего в материале образуются трещины. Пока сохраняется равномерный градиент нагрева, лазерный луч может направлять трещины в любом желаемом направлении.