برش لیزر برای کمک به از بین بردن مواد مذاب یا تبخیر شده می توان با یا بدون کمک گاز انجام داد. با توجه به گازهای مختلف کمکی مورد استفاده ، برش لیزر را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: برش تبخیر ، برش ذوب ، برش شار اکسیداسیون و برش شکستگی کنترل شده.

 

(1) برش تبخیر

از پرتو لیزر با چگالی بالا برای گرم کردن قطعه کار استفاده می شود و باعث می شود دمای سطح مواد به سرعت افزایش یابد و در مدت زمان بسیار کوتاهی به نقطه جوش مواد برسد ، که برای جلوگیری از ذوب شدن ناشی از انتقال گرما کافی است. مواد شروع به تبخیر می کنند و بخشی از مواد در بخار تبخیر می شوند و از بین می روند. سرعت بیرون کشیدن این بخارات بسیار سریع است. در حالی که بخارات خارج می شوند ، بخشی از مواد از پایین شکاف توسط جریان گاز کمکی به عنوان بیرون زدگی منفجر می شود و شکافی را روی مواد تشکیل می دهد. در طی فرآیند برش تبخیر ، بخار ذرات ذوب شده و بقایای شسته شده را از بین می برد و سوراخ می کند. در طی فرآیند تبخیر ، حدود 40 ٪ از مواد به عنوان بخار ناپدید می شوند ، در حالی که 60 ٪ از مواد توسط جریان هوا به شکل قطرات مذاب خارج می شوند. گرمای تبخیر مواد به طور کلی بسیار بزرگ است ، بنابراین برش تبخیر لیزر به قدرت و چگالی قدرت زیادی نیاز دارد. برخی از موادی که نمی توانند ذوب شوند ، مانند چوب ، مواد کربن و پلاستیک های خاص ، با این روش به شکل ها بریده می شوند. برش بخار لیزر بیشتر برای برش مواد فلزی بسیار نازک و مواد غیر فلزی استفاده می شود (مانند کاغذ ، پارچه ، چوب ، پلاستیک و لاستیک و غیره).

 

(2) برش ذوب

مواد فلزی با گرم شدن با پرتو لیزر ذوب می شوند. هنگامی که چگالی قدرت پرتو لیزر حادثه از مقدار مشخصی فراتر رود ، فضای داخلی ماده ای که پرتو در آن تابش می شود شروع به تبخیر می کند و سوراخ هایی را تشکیل می دهد. پس از تشکیل چنین سوراخی ، به عنوان یک بدن سیاه عمل می کند و تمام انرژی پرتو حادثه را جذب می کند. این سوراخ کوچک توسط دیواره ای از فلز مذاب احاطه شده است ، و سپس گاز غیر اکسید کننده (AR ، He ، N و غیره) از طریق یک کواکسیال نازل با تیر پاشیده می شود. فشار شدید گاز باعث می شود فلز مایع در اطراف سوراخ تخلیه شود. با حرکت قطعه کار ، سوراخ کوچک به طور همزمان در جهت برش حرکت می کند تا یک برش تشکیل شود. پرتو لیزر در امتداد لبه اصلی برش ادامه می یابد و مواد مذاب به صورت مداوم یا پالس کننده از برش دور می شوند. برش ذوب لیزر نیازی به تبخیر کامل فلز ندارد و انرژی مورد نیاز فقط 1/10 برش تبخیر است. برش ذوب لیزر عمدتاً برای برش برخی از موادی که به راحتی اکسیده یا فلزات فعال مانند فولاد ضد زنگ ، تیتانیوم ، آلومینیوم و آلیاژهای آنها استفاده نمی شوند ، استفاده می شود.

 

(3) برش شار اکسیداسیون

این اصل مشابه برش اکسیژن-استیلن است. از لیزر به عنوان منبع گرمای گرم شده و اکسیژن یا سایر گازهای فعال به عنوان برش گاز استفاده می کند. از یک طرف ، گاز منفجر شده با فلز برش واکنش اکسیداسیون می کند و مقدار زیادی گرمای اکسیداسیون را آزاد می کند. از طرف دیگر ، اکسید مذاب و ذوب از منطقه واکنش بیرون می روند تا یک برش در فلز تشکیل شود. از آنجا که واکنش اکسیداسیون در طی فرآیند برش مقدار زیادی گرما ایجاد می کند ، انرژی مورد نیاز برای برش اکسیژن لیزر تنها 1/2 از برش ذوب است و سرعت برش بسیار بیشتر از آن استبرش بخار لیزر و برش ذوب.

 

(4) برش شکستگی کنترل شده

برای مواد شکننده که به راحتی در اثر گرما آسیب می بینند ، از پرتو لیزر با چگالی بالا برای اسکن سطح مواد شکننده برای تبخیر یک شیار کوچک هنگام گرم شدن مواد استفاده می شود ، و سپس فشار خاصی برای انجام زیاد 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 یک منطقه محلی را گرم می کند​​ماده شکننده ، باعث ایجاد یک شیب حرارتی بزرگ و تغییر شکل مکانیکی شدید در منطقه می شود و منجر به تشکیل ترک در مواد می شود. تا زمانی که یک گرادیان گرمایش یکنواخت حفظ شود ، پرتو لیزر می تواند ایجاد ترک و انتشار در هر جهت مورد نظر را راهنمایی کند. شکستگی کنترل شده با استفاده از توزیع دمای شیب دار تولید شده در طول لیزر برای تولید استرس حرارتی محلی در مواد شکننده باعث می شود که مواد شکسته شوند در امتداد شیارهای کوچک. لازم به ذکر است که این برش کنترل شده برای برش گوشه های تیز و درزهای گوشه ای مناسب نیست. برش اشکال بزرگ و بزرگ نیز دستیابی به موفقیت آمیز نیست. سرعت برش شکستگی کنترل شده سریع است و به قدرت خیلی زیاد احتیاج ندارد ، در غیر این صورت باعث می شود سطح قطعه کار ذوب شود و به لبه درز برش آسیب برساند. پارامترهای کنترل اصلی قدرت لیزر و اندازه نقطه هستند.