Taglio laser può essere eseguito con o senza gas di assistenza per facilitare la rimozione del materiale fuso o vaporizzato. A seconda dei diversi gas ausiliari utilizzati, il taglio laser può essere suddiviso in quattro categorie: taglio a vaporizzazione, taglio per fusione, taglio a flusso di ossidazione e taglio a frattura controllata.

 

(1)Taglio per vaporizzazione

Un raggio laser ad alta densità di energia viene utilizzato per riscaldare il pezzo, provocando un rapido aumento della temperatura superficiale del materiale e raggiungendo il punto di ebollizione del materiale in un tempo molto breve, sufficiente per evitare la fusione causata dalla conduzione del calore. Il materiale inizia a vaporizzare e parte del materiale vaporizza sotto forma di vapore e scompare. La velocità di espulsione di questi vapori è molto elevata. Mentre i vapori vengono espulsi, parte del materiale viene soffiato via dal fondo della fessura dal flusso di gas ausiliario sotto forma di espulsioni, formando una fessura sul materiale. Durante il processo di taglio a vaporizzazione, il vapore porta via le particelle fuse e i detriti lavati, formando dei buchi. Durante il processo di vaporizzazione, circa il 40% del materiale scompare sotto forma di vapore, mentre il 60% del materiale viene rimosso dal flusso d'aria sotto forma di goccioline fuse. Il calore di vaporizzazione del materiale è generalmente molto elevato, quindi il taglio con vaporizzazione laser richiede grande potenza e densità di potenza. Alcuni materiali che non possono essere fusi, come legno, materiali in carbonio e alcune plastiche, vengono tagliati in forme con questo metodo. Il taglio laser a vapore viene utilizzato principalmente per tagliare materiali metallici estremamente sottili e materiali non metallici (come carta, stoffa, legno , plastica e gomma, ecc.).

 

(2) Taglio della fusione

Il materiale metallico viene fuso mediante riscaldamento con un raggio laser. Quando la densità di potenza del raggio laser incidente supera un certo valore, l'interno del materiale su cui viene irradiato il raggio comincia ad evaporare formando dei buchi. Una volta formato, il buco agisce come un corpo nero e assorbe tutta l'energia del raggio incidente. Il piccolo foro viene circondato da una parete di metallo fuso, quindi viene spruzzato gas non ossidante (Ar, He, N, ecc.) attraverso un ugello coassiale al fascio. La forte pressione del gas provoca la fuoriuscita del metallo liquido attorno al foro. Mentre il pezzo si muove, il piccolo foro si muove in modo sincrono nella direzione di taglio per formare un taglio. Il raggio laser continua lungo il bordo anteriore dell'incisione e il materiale fuso viene soffiato via dall'incisione in modo continuo o pulsante. Il taglio con fusione laser non richiede la completa vaporizzazione del metallo e l'energia richiesta è solo 1/10 del taglio con vaporizzazione. Il taglio laser melting viene utilizzato principalmente per il taglio di alcuni materiali difficilmente ossidabili o metalli attivi, come l'acciaio inossidabile, il titanio, l'alluminio e le loro leghe.

 

(3) Taglio del flusso di ossidazione

Il principio è simile al taglio con ossigeno-acetilene. Utilizza il laser come fonte di calore di preriscaldamento e ossigeno o altro gas attivo come gas di taglio. Da un lato il gas insufflato subisce una reazione di ossidazione con il metallo tagliente e rilascia una grande quantità di calore di ossidazione; d'altro canto, l'ossido fuso e la massa fusa vengono soffiati fuori dalla zona di reazione per formare un taglio nel metallo. Poiché la reazione di ossidazione durante il processo di taglio genera una grande quantità di calore, l'energia richiesta per il taglio laser con ossigeno è solo la metà di quella del taglio per fusione e la velocità di taglio è molto maggiore ditaglio laser a vapore e taglio per fusione.

 

(4) Taglio a frattura controllata

Per i materiali fragili che vengono facilmente danneggiati dal calore, viene utilizzato un raggio laser ad alta densità di energia per scansionare la superficie del materiale fragile per far evaporare una piccola scanalatura quando il materiale viene riscaldato, quindi viene applicata una certa pressione per eseguire operazioni ad alta resistenza. velocità di taglio controllabile tramite riscaldamento del raggio laser. Il materiale si dividerà lungo le piccole scanalature. Il principio di questo processo di taglio è che il raggio laser riscalda un'area locale​​il materiale fragile, causando un grande gradiente termico e una grave deformazione meccanica nella zona, portando alla formazione di crepe nel materiale. Finché viene mantenuto un gradiente di riscaldamento uniforme, il raggio laser può guidare la creazione e la propagazione delle cricche in qualsiasi direzione desiderata. La frattura controllata utilizza la ripida distribuzione della temperatura generata durante l'intaglio laser per generare stress termico locale nel materiale fragile per causare la rottura del materiale. lungo i piccoli solchi. Va notato che questo taglio a rottura controllata non è adatto per tagliare spigoli vivi e giunzioni angolari. Anche il taglio di forme chiuse extra grandi non è facile da ottenere con successo. La velocità di taglio della frattura controllata è elevata e non richiede una potenza troppo elevata, altrimenti causerà lo scioglimento della superficie del pezzo e danneggerà il bordo della cucitura di taglio. I principali parametri di controllo sono la potenza del laser e la dimensione dello spot.