قطع الليزر يمكن القيام به مع أو بدون مساعدة الغاز للمساعدة في إزالة المواد المنصهرة أو البخارية. وفقًا للغازات المساعدة المختلفة المستخدمة ، يمكن تقسيم قطع الليزر إلى أربع فئات: قطع التبخير ، وخفض الانصهار ، وقطع تدفق الأكسدة ، وقطع الكسر المتحكم فيه.

 

(1) قطع تبخير

يتم استخدام شعاع الليزر عالي الكثافة لتسخين الشغل ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة سطح المادة بسرعة والوصول إلى نقطة الغليان من المادة في وقت قصير جدًا ، وهو ما يكفي لتجنب الذوبان الناجم عن توصيل الحرارة. تبدأ المادة في تبخير ، وجزء من المادة تبخر في البخار ويختفي. سرعة طرد هذه الأبخرة سريعة للغاية. بينما يتم طرد الأبخرة ، يتم تفجير جزء من المادة بعيدًا عن أسفل الشق بواسطة تدفق الغاز الإضافي كقذف ، ويشكل شقًا على المادة. أثناء عملية قطع التبخير ، يسلب البخار الجزيئات المذابة والحطام المغسول ، وتشكيل ثقوب. أثناء عملية التبخير ، تختفي حوالي 40 ٪ من المواد كبخار ، بينما تتم إزالة 60 ٪ من المواد بواسطة تدفق الهواء في شكل قطرات منصهرة. تكون حرارة تبخير المادة كبيرة جدًا بشكل عام ، لذا فإن قطع تبخير الليزر يتطلب طاقة كبيرة وكثافة طاقة. يتم تقطيع بعض المواد التي لا يمكن ذوبانها ، مثل الخشب ومواد الكربون وبعض المواد البلاستيكية ، إلى أشكال بهذه الطريقة. يتم استخدام قطع البخار في الغالب لقطع المواد المعدنية الرقيقة للغاية والمواد غير المعدنية (مثل الورق والقطعة والخشب والبلاستيك والمطاط ، وما إلى ذلك).

 

(2) قطع ذوبان

يتم ذوبان المادة المعدنية عن طريق التسخين مع شعاع الليزر. عندما تتجاوز كثافة الطاقة في شعاع الليزر الحادث قيمة معينة ، يبدأ الجزء الداخلي للمادة حيث يتم تشعيع الحزمة في التبخر ، وتشكيل ثقوب. بمجرد تشكيل مثل هذا الثقب ، يعمل كجسم أسود ويمتص جميع طاقة شعاع الحوادث. يحيط بالفتحة الصغيرة جدار من المعدن المنصهر ، ثم يتم رش الغاز غير المؤكسد (AR ، He ، N ، إلخ) من خلال فوهة محورية مع الحزمة. يؤدي الضغط القوي للغاز إلى تفريغ المعدن السائل حول الفتحة. مع تحرك الشغل ، يتحرك الفتحة الصغيرة بشكل متزامن في اتجاه القطع لتشكيل قطع. تستمر شعاع الليزر على طول الحافة الأمامية للبلوق ، ويتم تفجير المادة المنصهرة عن الشق بطريقة مستمرة أو نابضة. لا يتطلب قطع ذوبان الليزر تبخيرًا تامًا للمعدن ، والطاقة المطلوبة هي فقط 1/10 من قطع التبخير. يستخدم قطع ذوبان الليزر بشكل أساسي لقطع بعض المواد التي لا تتأكسد أو المعادن النشطة بسهولة ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ، التيتانيوم ، الألومنيوم وسبائكها.

 

(3) قطع تدفق الأكسدة

مبدأ مشابه لقطع الأكسجين أسيتيلين. يستخدم الليزر كمصدر لتسخين الحرارة والأكسجين أو غيره من الغاز النشط مثل قطع الغاز. من ناحية ، يخضع الغاز المنفوخ لتفاعل الأكسدة مع المعدن القطع ويصدر كمية كبيرة من حرارة الأكسدة ؛ من ناحية أخرى ، يتم تفجير الأكسيد المنصهر والذوبان من منطقة التفاعل لتشكيل قطع في المعدن. نظرًا لأن تفاعل الأكسدة أثناء عملية القطع يولد كمية كبيرة من الحرارة ، فإن الطاقة المطلوبة لقطع الأكسجين بالليزر ليست سوى 1/2 من تلك الموجودة في قطع ذوبان ، وسرعة القطع أكبر بكثير منقطع البخار بالليزر وقطع ذوبان.

 

(4) قطع الكسر المتحكم فيه

بالنسبة للمواد الهشة التي تضررت بسهولة بسبب الحرارة ، يتم استخدام شعاع ليزر عالي الكثافة لمسح سطح المادة الهشة لتبخر أخدود صغير عند تسخين المادة ، ثم يتم تطبيق ضغط معين لأداء عالي- السرعة ، القطع القابلة للتحكم من خلال تسخين شعاع الليزر. سوف تنقسم المواد على طول الأخاديد الصغيرة. مبدأ عملية القطع هذه هو أن شعاع الليزر يسخن منطقة محلية​​المادة الهشة ، مما تسبب في التدرج الحراري الكبير والتشوه الميكانيكي الشديد في المنطقة ، مما يؤدي إلى تشكيل الشقوق في المادة. طالما يتم الحفاظ على تدرج تسخين موحد ، يمكن لحزمة الليزر توجيه إنشاء الكراك والانتشار في أي اتجاه مرغوب فيه. يستخدم الكسر الذي يتم التحكم فيه توزيع درجات الحرارة الحاد المتول على طول الأخاديد الصغيرة. تجدر الإشارة إلى أن قطع الكسر المتحكم فيه ليس مناسبًا لقطع الزوايا الحادة وطبقات الزاوية. ليس من السهل تحقيق قطع الأشكال الكبيرة الإضافية الإضافية بنجاح. سرعة القطع للكسر المتحكم فيها سريع ولا تتطلب قوة عالية جدًا ، وإلا فإنها ستؤدي إلى إذابة سطح قطعة العمل وتلف حافة التماس القطع. معلمات التحكم الرئيسية هي قوة الليزر وحجم البقعة.