Các phương pháp cắt khác nhau của máy cắt laser.

Cắt laser là một phương pháp xử lý không tiếp xúc với năng lượng cao và khả năng kiểm soát mật độ tốt. Chùm tia laser được tập trung để tạo thành một điểm sáng có mật độ năng lượng cao, có nhiều đặc điểm khi áp dụng để cắt. Chủ yếu có bốn phương pháp cắt khác nhau để cắt laser nhằm đối phó với các tình huống khác nhau.

Máy cắt laser bảng đưa đón	Máy cắt laser một bàn	Máy cắt laser ống

Cắt hợp nhất

Trong quá trình nấu chảy và cắt laser, phôi được nấu chảy một phần và vật liệu nóng chảy được phun ra với sự trợ giúp của luồng không khí. Bởi vì việc chuyển vật liệu chỉ xảy ra ở trạng thái lỏng, quá trình này được gọi là nóng chảy và cắt laser.

Chùm tia laser được kết hợp với khí cắt trơ có độ tinh khiết cao để đẩy vật liệu nóng chảy ra khỏi kerf và bản thân khí không tham gia vào quá trình cắt. Cắt nóng chảy bằng laser có thể có tốc độ cắt cao hơn so với cắt khí hóa. Năng lượng cần thiết để khí hóa thường cao hơn năng lượng cần thiết để làm tan chảy vật liệu. Trong quá trình nóng chảy và cắt laser, chùm tia laser chỉ được hấp thụ một phần. Tốc độ cắt tối đa tăng theo sự gia tăng công suất laser, và giảm gần như ngược lại với sự gia tăng độ dày của tấm và sự gia tăng nhiệt độ nóng chảy của vật liệu. Trong trường hợp một công suất laser nhất định, yếu tố hạn chế là áp suất không khí tại khe và độ dẫn nhiệt của vật liệu. Laser nóng chảy và cắt có thể thu được các vết rạch không bị oxy hóa cho vật liệu sắt và kim loại titan. Mật độ công suất laser tạo ra nóng chảy nhưng không khí hóa là giữa 104W / cm2～105W / cm2 đối với vật liệu thép.

Cắt hơi

Trong quá trình cắt khí hóa laser, tốc độ nhiệt độ bề mặt vật liệu tăng đến nhiệt độ điểm sôi nhanh đến mức đủ để tránh nóng chảy do dẫn nhiệt, do đó một phần của vật liệu bốc hơi thành hơi nước và biến mất, và một phần của vật liệu được phun từ đáy khe bằng khí phụ Dòng chảy thổi bay. Trong trường hợp này, cần có công suất laser rất cao.

Để ngăn hơi vật liệu ngưng tụ trên thành khe, độ dày của vật liệu không được vượt quá đường kính của chùm tia laser. Do đó, quá trình này chỉ phù hợp cho các ứng dụng phải tránh loại bỏ vật liệu nóng chảy. Quá trình xử lý này thực sự chỉ được sử dụng ở những khu vực có hợp kim dựa trên sắt rất nhỏ.

Quá trình này không thể được sử dụng cho các vật liệu như gỗ và một số đồ gốm sứ không ở trạng thái nóng chảy và do đó không có khả năng cho phép hơi vật liệu tái tạo. Ngoài ra, những vật liệu này thường yêu cầu vết cắt dày hơn. Trong cắt khí hóa laser, tiêu điểm chùm tia tối ưu phụ thuộc vào độ dày vật liệu và chất lượng chùm tia. Công suất laser và nhiệt của quá trình hóa hơi chỉ có ảnh hưởng nhất định đến vị trí lấy nét tối ưu. Trong trường hợp có độ dày nhất định của tấm, tốc độ cắt tối đa tỷ lệ nghịch với nhiệt độ hóa hơi của vật liệu. Mật độ công suất laser cần thiết lớn hơn 108W / cm2 và phụ thuộc vào vật liệu, độ sâu cắt và vị trí lấy nét chùm tia. Trong trường hợp độ dày tấm nhất định, giả sử đủ công suất laser, tốc độ cắt tối đa bị giới hạn bởi tốc độ phản lực khí.

Cắt gãy xương có kiểm soát

Đối với các vật liệu giòn dễ bị hư hỏng do nhiệt, việc cắt tốc độ cao và có thể kiểm soát được thực hiện bằng cách làm nóng chùm tia laser, được gọi là cắt gãy có kiểm soát. Nội dung chính của quá trình cắt này là: chùm tia laser làm nóng một khu vực nhỏ của vật liệu giòn, gây ra độ dốc nhiệt lớn và biến dạng cơ học nghiêm trọng ở khu vực này, dẫn đến sự hình thành các vết nứt trên vật liệu. Miễn là duy trì độ dốc sưởi ấm đồng đều, chùm tia laser có thể hướng dẫn các vết nứt theo bất kỳ hướng mong muốn nào.

Cắt nóng chảy oxy hóa (cắt ngọn lửa laser)

Nấu chảy và cắt thường sử dụng khí trơ. Nếu nó được thay thế bằng oxy hoặc các khí hoạt động khác, vật liệu được đốt cháy dưới sự chiếu xạ của chùm tia laser và một phản ứng hóa học dữ dội xảy ra với oxy để tạo ra một nguồn nhiệt khác để làm nóng thêm vật liệu, được gọi là oxy hóa nóng chảy và cắt .

Do hiệu ứng này, đối với thép kết cấu có cùng độ dày, tốc độ cắt có thể đạt được bằng phương pháp này cao hơn so với cắt nóng chảy. Mặt khác, phương pháp này có thể có chất lượng cắt kém hơn so với cắt nhiệt hạch. Trên thực tế, nó sẽ tạo ra kerf rộng hơn, độ nhám rõ ràng, vùng bị ảnh hưởng nhiệt tăng lên và chất lượng cạnh kém hơn. Cắt ngọn lửa laser không tốt khi processing mô hình chính xác và các góc nhọn (có nguy cơ đốt cháy các góc nhọn). Một tia laser xung có thể được sử dụng để hạn chế ảnh hưởng nhiệt, và sức mạnh của laser quyết định tốc độ cắt. Trong trường hợp của một công suất laser nhất định, yếu tố hạn chế là việc cung cấp oxy và độ dẫn nhiệt của vật liệu.