レーザー切断 溶融または蒸発した材料の除去を助けるアシストガスの有無にかかわらず行うことができます。使用する補助ガスの種類に応じて、レーザー切断は気化切断、溶融切断、酸化フラックス切断、および制御破壊切断の 4 つのカテゴリに分類できます。

 

(1)気化カット

高エネルギー密度のレーザー光線を使用してワークを加熱すると、材料の表面温度が急速に上昇し、熱伝導による溶融を避けるのに十分な短時間で材料の沸点に達します。材料は蒸発し始め、材料の一部は蒸気となって蒸発します。これらの蒸気の噴出速度は非常に速いです。蒸気が噴出される際、補助ガス流によりスリット底部から材料の一部が噴出して吹き飛ばされ、材料上にスリットが形成されます。気化切断プロセス中に、蒸気が溶けた粒子や洗浄された破片を取り除き、穴を形成します。蒸発プロセス中に、材料の約 40% が蒸気として消失しますが、材料の 60% は溶融液滴の形で空気流によって除去されます。一般に材料の気化熱は非常に大きいため、レーザー気化切断には大きな出力と出力密度が必要になります。木材、カーボン材料、一部のプラスチックなど、溶かすことができない材料の一部は、この方法で形状に切断されます。レーザー蒸着切断は、非常に薄い金属材料や非金属材料（紙、布、木材など）の切断に主に使用されます。 、プラスチックやゴムなど）。

 

(2) 溶断

レーザー光で加熱することで金属材料を溶かします。入射したレーザー光のパワー密度がある値を超えると、レーザーが照射された材料の内部が蒸発し始め、穴が開きます。このような穴が形成されると、それは黒体として機能し、すべての入射ビームエネルギーを吸収します。小さな穴を溶融金属の壁で囲み、ビームと同軸のノズルから非酸化性ガス（Ar、He、Nなど）を吹き付けます。ガスの強い圧力により、穴の周囲の液体金属が放出されます。ワークの移動に合わせて小穴が切削方向に移動し、カットを形成します。レーザービームは切開部の先端に沿って照射され続け、溶融した材料は連続的または脈動的に切開部から吹き飛ばされます。レーザー溶解切断は金属を完全に蒸発させる必要がなく、必要なエネルギーは蒸発切断の1/10です。レーザー溶断は主に、ステンレス鋼、チタン、アルミニウムおよびそれらの合金など、酸化しにくい一部の材料や活性金属の切断に使用されます。

 

(3) 酸化フラックスカット

原理は酸素アセチレン切断と似ています。予熱熱源としてレーザーを使用し、切断ガスとして酸素またはその他の活性ガスを使用します。一方で、吹き付けられたガスは切削金属と酸化反応を起こし、多量の酸化熱を放出します。一方、溶融酸化物と溶融物は反応ゾーンから吹き飛ばされ、金属に切り込みが形成されます。切断時の酸化反応により多量の熱が発生するため、レーザー酸素切断は溶融切断に比べて必要なエネルギーが1/2で済み、切断速度も大幅に速くなります。レーザー蒸着切断と溶融切断。

 

(4) 制御された骨折切断

熱によりダメージを受けやすい脆性材料に対して、高エネルギー密度のレーザー光を用いて脆性材料の表面を走査し、材料を加熱することで微細な溝を蒸発させ、一定の圧力を加えて高強度の加工を行います。レーザービーム加熱による速度制御可能な切断。材料は小さな溝に沿って分割されます。この切断プロセスの原理は、レーザー ビームが表面の局所領域を加熱することです。​​脆い材料のため、その領域に大きな熱勾配と激しい機械的変形が生じ、材料に亀裂が形成されます。均一な加熱勾配が維持されている限り、レーザー ビームは任意の方向に亀裂の生成と伝播を誘導できます。破壊の制御では、レーザー ノッチング中に生成される急峻な温度分布を利用して、脆性材料に局所的な熱応力を生成し、材料の破壊を引き起こします。小さな溝に沿って。この制御されたブレイクカットは、鋭いコーナーやコーナーシームのカットには適していないことに注意してください。非常に大きな閉じた形状を切断することも、成功するのは簡単ではありません。制御破壊の切断速度は速く、あまり大きな力を必要としません。そうしないと、ワークピースの表面が溶けて切断継ぎ目のエッジが損傷する可能性があります。主な制御パラメータは、レーザー出力とスポット サイズです。