レーザー切断 溶融または気化した材料を除去するのに役立つアシストガスの有無にかかわらず実行できます。使用されるさまざまな補助ガスによると、レーザー切断は、気化の切断、融解、酸化フラックス切断、制御された骨折切断の4つのカテゴリに分けることができます。

 

（1）気化切断

高エネルギー密度レーザービームを使用してワークピースを加熱するため、材料の表面温度が急速に上昇し、非常に短い時間で材料の沸点に到達します。これは、熱伝導による融解を避けるのに十分です。材料は気化し始め、材料の一部が蒸気に蒸発して消えます。これらの蒸気の排出速度は非常に高速です。蒸気が排出されている間、材料の一部は、補助ガスの流れによってスリットの底から吹き飛ばされ、放出として吹き飛ばされ、材料にスリットを形成します。蒸発切断プロセス中、蒸気は溶けた粒子と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、材料の約40％が蒸気として消失し、材料の60％が溶融液滴の形で気流によって除去されます。材料の蒸発熱は一般に非常に大きいため、レーザー蒸発切断には大きな出力と電力密度が必要です。木材、炭素材料、特定のプラスチックなど、溶かすことができない一部の材料は、この方法によって形状にカットされます。レーザー蒸気切断は、主に非常に薄い金属材料や非金属材料（紙、布、木材などの材料を切断するために使用されます。 、プラスチックやゴムなど）。

 

（2）融解切断

金属材料は、レーザービームで加熱することにより溶けます。入射レーザービームの電力密度が特定の値を超えると、ビームが照射される材料の内部が蒸発し始め、穴が形成されます。そ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。小さな穴は溶融金属の壁に囲まれており、その後、非酸化ガス（ar、he、nなど）は、ビームと同軸型に噴霧されます。ガスの強い圧力により、穴の周りの液体金属が排出されます。ワークピースが移動すると、小さな穴が切断方向に同期して移動してカットを形成します。レーザービームは切開の最先端に沿って続き、溶融物質は連続的または脈動する方法で切開から吹き飛ばされます。レーザー融解の切断では、金属の完全な蒸発は必要ありません。必要なエネルギーは、蒸発切断の1/10です。レーザー融解切断は、主に、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、その合金など、容易に酸化されていない、または活性金属ではない一部の材料を切断するために使用されます。

 

（3）酸化フラックス切断

原理は、酸素 - アセチレン切断に似ています。レーザーを予熱して熱源として使用し、酸素またはその他の活性ガスを切断ガスとして使用します。一方では、吹き付けられたガスは、切断金属と酸化反応を起こし、大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、金属に切断されます。切断プロセス中の酸化反応は大量の熱を発生させるため、レーザー酸素切断に必要なエネルギーは融解切断の1/2に過ぎず、切削速度はより大きくなります。レーザー蒸気切断と融解。

 

（4）制御された破壊切断

熱によって容易に損傷する脆性材料の場合、高エネルギー密度レーザービームを使用して、材料を加熱すると、脆性材料の表面をスキャンして小さな溝を蒸発させ、特定の圧力を加えて高圧力を加えて、高圧力を加えます。速度、レーザービーム加熱を介した制御可能な切断。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則は、レーザービームがのローカルエリアを加熱することです​​脆性材料は、領域に大きな熱勾配と重度の機械的変形を引き起こし、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、亀裂の作成と伝播を望ましい方向に導くことができます。コントロールされた破壊は、レーザーノッチング中に生成された急勾配の温度分布を利用して、脆性材料の局所熱応力を生成して材料を破壊する原因となる急勾配の温度分布を利用します。小さな溝に沿って。この制御されたブレーク切断は、鋭い角と角の縫い目を切るのに適していないことに注意する必要があります。非常に大きな閉じた形状をカットすることも、正常に達成するのは簡単ではありません。制御された破壊の切断速度は高速であり、電力が高すぎる必要はありません。そうしないと、ワークピースの表面が溶けて切断縫い目の端を損傷します。主な制御パラメーターは、レーザーパワーとスポットサイズです。