برش لیزری می توان با یا بدون گاز کمکی انجام داد تا به حذف مواد مذاب یا بخار شده کمک کند. با توجه به گازهای کمکی مختلف مورد استفاده، برش لیزری را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: برش تبخیر، برش ذوب، برش شار اکسیداسیون و برش شکست کنترل شده.

 

(1) برش تبخیر

برای گرم کردن قطعه کار از پرتو لیزر با چگالی بالا استفاده می شود که باعث می شود دمای سطح مواد به سرعت بالا برود و در مدت زمان بسیار کوتاهی به نقطه جوش مواد برسد که برای جلوگیری از ذوب ناشی از رسانش گرما کافی است. مواد شروع به تبخیر می کنند و بخشی از مواد به بخار تبدیل شده و ناپدید می شوند. سرعت پرتاب این بخارات بسیار سریع است. در حالی که بخارات خارج می شوند، بخشی از مواد توسط جریان گاز کمکی به عنوان خروجی از پایین شکاف دور می شود و شکافی روی مواد ایجاد می کند. در طی فرآیند برش تبخیر، بخار ذرات ذوب شده و زباله های شسته شده را از بین می برد و سوراخ هایی را ایجاد می کند. در طول فرآیند تبخیر، حدود 40٪ از مواد به صورت بخار ناپدید می شوند، در حالی که 60٪ از مواد توسط جریان هوا به شکل قطرات مذاب حذف می شوند. گرمای تبخیر مواد به طور کلی بسیار زیاد است، بنابراین برش تبخیر لیزری به توان و چگالی توان زیادی نیاز دارد. برخی از موادی که نمی توانند ذوب شوند مانند چوب، مواد کربنی و پلاستیک های خاص با این روش به شکل بریده می شوند. برش لیزری با بخار بیشتر برای برش مواد فلزی بسیار نازک و مواد غیر فلزی (مانند کاغذ، پارچه، چوب) استفاده می شود. ، پلاستیک و لاستیک و غیره).

 

(2) برش ذوب

مواد فلزی با حرارت دادن با پرتو لیزر ذوب می شوند. هنگامی که چگالی توان پرتو لیزر فرودی از مقدار معینی فراتر رود، قسمت داخلی ماده ای که پرتو در آن تابش می شود شروع به تبخیر می کند و سوراخ هایی را تشکیل می دهد. هنگامی که چنین سوراخی تشکیل می شود، مانند یک جسم سیاه عمل می کند و تمام انرژی پرتو فرودی را جذب می کند. سوراخ کوچک توسط دیواری از فلز مذاب احاطه شده است و سپس گاز غیر اکسید کننده (Ar، He، N و غیره) از طریق یک نازل هم محور با پرتو پاشیده می شود. فشار شدید گاز باعث می شود فلز مایع اطراف سوراخ تخلیه شود. همانطور که قطعه کار حرکت می کند، سوراخ کوچک به طور همزمان در جهت برش حرکت می کند تا یک برش ایجاد کند. پرتو لیزر در امتداد لبه اصلی برش ادامه می یابد و مواد مذاب به صورت مداوم یا ضربانی از برش دور می شوند. برش ذوب لیزری نیازی به تبخیر کامل فلز ندارد و انرژی مورد نیاز تنها 1/10 برش تبخیر است. برش ذوب لیزری عمدتاً برای برش برخی از موادی که به راحتی اکسید یا فلزات فعال نیستند مانند فولاد ضد زنگ، تیتانیوم، آلومینیوم و آلیاژهای آنها استفاده می شود.

 

(3) برش شار اکسیداسیون

اصل مشابه برش اکسیژن-استیلن است. از لیزر به عنوان منبع گرمای پیش گرمایش و از اکسیژن یا گاز فعال دیگر به عنوان گاز برش استفاده می کند. از یک طرف، گاز دمیده شده تحت یک واکنش اکسیداسیون با فلز برش قرار می گیرد و مقدار زیادی گرمای اکسیداسیون آزاد می کند. از سوی دیگر، اکسید مذاب و مذاب از منطقه واکنش دمیده می شوند تا برشی در فلز ایجاد کنند. از آنجایی که واکنش اکسیداسیون در طول فرآیند برش مقدار زیادی گرما تولید می کند، انرژی مورد نیاز برای برش اکسیژن لیزری تنها 1/2 انرژی برش ذوب است و سرعت برش بسیار بیشتر ازبرش بخار لیزری و برش ذوب.

 

(4) برش شکستگی کنترل شده

برای مواد شکننده ای که به راحتی در اثر حرارت آسیب می بینند، از یک پرتو لیزر با چگالی بالا برای اسکن سطح مواد شکننده استفاده می شود تا در هنگام گرم شدن مواد، یک شیار کوچک تبخیر شود و سپس فشار معینی برای انجام عملکرد بالا اعمال می شود. سرعت، برش قابل کنترل از طریق گرمایش پرتو لیزر. مواد در امتداد شیارهای کوچک تقسیم می شوند. اصل این فرآیند برش این است که پرتو لیزر ناحیه محلی را گرم می کنداستمواد شکننده، باعث ایجاد گرادیان حرارتی زیاد و تغییر شکل مکانیکی شدید در منطقه می شود که منجر به ایجاد ترک در مواد می شود. تا زمانی که یک گرادیان حرارتی یکنواخت حفظ شود، پرتو لیزر می‌تواند ایجاد ترک و انتشار آن را در هر جهت دلخواه هدایت کند. شکستگی کنترل‌شده از توزیع دمای تند ایجاد شده در طول بریدگی لیزر برای ایجاد تنش حرارتی موضعی در مواد شکننده استفاده می‌کند تا باعث شکستن مواد شود. در امتداد شیارهای کوچک لازم به ذکر است که این برش شکسته کنترل شده برای برش گوشه های تیز و درزهای گوشه مناسب نیست. برش اشکال بسته بسیار بزرگ نیز به راحتی به دست نمی آید. سرعت برش شکستگی کنترل شده سریع است و نیاز به توان خیلی بالایی ندارد، در غیر این صورت باعث ذوب شدن سطح قطعه کار و آسیب به لبه درز برش می شود. پارامترهای اصلی کنترل قدرت لیزر و اندازه نقطه هستند.