Laserskæring kan udføres med eller uden hjælpegas for at hjælpe med at fjerne smeltet eller fordampet materiale. I henhold til de forskellige anvendte hjælpegasser kan laserskæring opdeles i fire kategorier: fordampningsskæring, smelteskæring, oxidationsfluxskæring og kontrolleret brudskæring.

 

(1) Fordampningsskæring

En laserstråle med høj energitæthed bruges til at opvarme emnet, hvilket får materialets overfladetemperatur til at stige hurtigt og nå materialets kogepunkt på meget kort tid, hvilket er nok til at undgå smeltning forårsaget af varmeledning. Materialet begynder at fordampe, og en del af materialet fordamper til damp og forsvinder. Udstødningshastigheden af ​​disse dampe er meget hurtig. Mens dampene udstødes, blæses en del af materialet væk fra bunden af ​​spalten af ​​hjælpegasstrømmen som udstødninger, hvilket danner en spalte på materialet. Under fordampningsskæringsprocessen fjerner dampen de smeltede partikler og vaskede affald og danner huller. Under fordampningsprocessen forsvinder omkring 40 % af materialet som damp, mens 60 % af materialet fjernes af luftstrømmen i form af smeltede dråber. Materialets fordampningsvarme er generelt meget stor, så laserfordampningsskæring kræver stor effekt og effekttæthed. Nogle materialer, der ikke kan smeltes, såsom træ, kulstofmaterialer og visse plasttyper, skæres i former ved denne metode. Laserskæring bruges mest til at skære ekstremt tynde metalmaterialer og ikke-metalmaterialer (såsom papir, klud, træ) , plastik og gummi osv.).

 

(2) Smelteskæring

Metalmaterialet smeltes ved opvarmning med en laserstråle. Når effekttætheden af ​​den indfaldende laserstråle overstiger en vis værdi, begynder det indre af materialet, hvor strålen er bestrålet, at fordampe og danne huller. Når et sådant hul først er dannet, fungerer det som et sort legeme og absorberer al indfaldende stråleenergi. Det lille hul er omgivet af en væg af smeltet metal, og derefter sprøjtes ikke-oxiderende gas (Ar, He, N osv.) gennem en dyse koaksial med strålen. Gassens stærke tryk gør, at det flydende metal rundt om hullet udledes. Når emnet bevæger sig, bevæger det lille hul sig synkront i skæringsretningen for at danne et snit. Laserstrålen fortsætter langs forkanten af ​​snittet, og det smeltede materiale blæses væk fra snittet på en kontinuerlig eller pulserende måde. Laserskæring kræver ikke fuldstændig fordampning af metallet, og den nødvendige energi er kun 1/10 af fordampningsskæring. Laserskæring bruges hovedsageligt til at skære nogle materialer, der ikke er let oxiderede eller aktive metaller, såsom rustfrit stål, titanium, aluminium og deres legeringer.

 

(3) Oxidationsfluxskæring

Princippet ligner oxygen-acetylenskæring. Den bruger laser som forvarmningsvarmekilde og oxygen eller anden aktiv gas som skæregas. På den ene side gennemgår den blæste gas en oxidationsreaktion med det skærende metal og frigiver en stor mængde oxidationsvarme; på den anden side blæses det smeltede oxid og smelten ud af reaktionszonen for at danne et snit i metallet. Da oxidationsreaktionen under skæreprocessen genererer en stor mængde varme, er den energi, der kræves til laseriltskæring, kun 1/2 af energien til smelteskæring, og skærehastigheden er meget større endlaserdampskæring og smelteskæring.

 

(4) Kontrolleret brudskæring

For sprøde materialer, der let beskadiges af varme, bruges en laserstråle med høj energitæthed til at scanne overfladen af ​​det skøre materiale for at fordampe en lille rille, når materialet opvarmes, og derefter påføres et vist tryk for at udføre høj- hastighed, kontrollerbar skæring gennem laserstråleopvarmning. Materialet vil dele sig langs de små riller. Princippet i denne skæreproces er, at laserstrålen opvarmer et lokalområde af.det sprøde materiale, hvilket forårsager en stor termisk gradient og alvorlig mekanisk deformation i området, hvilket fører til dannelse af revner i materialet. Så længe der opretholdes en ensartet opvarmningsgradient, kan laserstrålen lede revnedannelse og -udbredelse i enhver ønsket retning. Kontrolleret brud udnytter den stejle temperaturfordeling, der genereres under lasernotching, til at generere lokal termisk spænding i det skøre materiale for at få materialet til at bryde langs de små riller. Det skal bemærkes, at denne kontrollerede brudskæring ikke er egnet til at skære skarpe hjørner og hjørnesømme. At skære ekstra store lukkede former er heller ikke let at opnå med succes. Skærehastigheden af ​​kontrolleret brud er hurtig og kræver ikke for høj effekt, ellers vil det få overfladen af ​​emnet til at smelte og beskadige kanten af ​​skæresømmen. De vigtigste kontrolparametre er lasereffekt og spotstørrelse.