Tăiere cu laser se poate face cu sau fără gaz de asistență pentru a ajuta la îndepărtarea materialului topit sau vaporizat. În funcție de diferitele gaze auxiliare utilizate, tăierea cu laser poate fi împărțită în patru categorii: tăiere prin vaporizare, tăiere prin topire, tăiere prin flux de oxidare și tăiere prin fractură controlată.

 

(1) Tăiere prin vaporizare

Un fascicul laser cu densitate mare de energie este utilizat pentru a încălzi piesa de prelucrat, determinând ca temperatura de suprafață a materialului să crească rapid și să atingă punctul de fierbere al materialului într-un timp foarte scurt, ceea ce este suficient pentru a evita topirea cauzată de conducția căldurii. Materialul începe să se vaporizeze, iar o parte din material se vaporizează în abur și dispare. Viteza de ejectie a acestor vapori este foarte rapida. În timp ce vaporii sunt ejectați, o parte din material este suflată din partea inferioară a fantei de fluxul de gaz auxiliar ca ejecții, formând o fantă pe material. În timpul procesului de tăiere prin vaporizare, vaporii îndepărtează particulele topite și resturile spălate, formând găuri. În timpul procesului de vaporizare, aproximativ 40% din material dispare sub formă de vapori, în timp ce 60% din material este îndepărtat de fluxul de aer sub formă de picături topite. Căldura de vaporizare a materialului este în general foarte mare, astfel încât tăierea prin vaporizare cu laser necesită o putere mare și densitate de putere. Unele materiale care nu pot fi topite, cum ar fi lemnul, materialele de carbon și anumite materiale plastice, sunt tăiate în forme prin această metodă. Tăierea cu laser cu vapori este folosită în principal pentru tăierea materialelor metalice extrem de subțiri și a materialelor nemetalice (cum ar fi hârtie, pânză, lemn). , plastic și cauciuc etc.).

 

(2) Tăiere prin topire

Materialul metalic este topit prin încălzire cu un fascicul laser. Când densitatea de putere a fasciculului laser incident depășește o anumită valoare, interiorul materialului în care este iradiat fasciculul începe să se evapore, formând găuri. Odată ce o astfel de gaură este formată, ea acționează ca un corp negru și absoarbe toată energia fasciculului incident. Orificiul mic este înconjurat de un perete de metal topit, iar apoi gaz neoxidant (Ar, He, N etc.) este pulverizat printr-o duză coaxială cu fasciculul. Presiunea puternică a gazului face ca metalul lichid din jurul găurii să fie descărcat. Pe măsură ce piesa de prelucrat se mișcă, gaura mică se mișcă sincron în direcția de tăiere pentru a forma o tăietură. Fasciculul laser continuă de-a lungul marginii frontale a inciziei, iar materialul topit este îndepărtat de incizie într-o manieră continuă sau pulsatorie. Tăierea prin topire cu laser nu necesită vaporizarea completă a metalului, iar energia necesară este doar 1/10 din tăierea prin vaporizare. Tăierea prin topire cu laser este utilizată în principal pentru tăierea unor materiale care nu sunt ușor oxidate sau metale active, cum ar fi oțelul inoxidabil, titanul, aluminiul și aliajele acestora.

 

(3) Tăiere cu flux de oxidare

Principiul este similar cu tăierea cu oxigen-acetilenă. Utilizează laserul ca sursă de căldură de preîncălzire și oxigenul sau alt gaz activ ca gaz de tăiere. Pe de o parte, gazul suflat suferă o reacție de oxidare cu metalul de tăiere și eliberează o cantitate mare de căldură de oxidare; pe de altă parte, oxidul topit și topitura sunt suflate din zona de reacție pentru a forma o tăietură în metal. Deoarece reacția de oxidare în timpul procesului de tăiere generează o cantitate mare de căldură, energia necesară pentru tăierea cu oxigen cu laser este doar 1/2 din cea a tăierii prin topire, iar viteza de tăiere este mult mai mare decâttăiere cu vapori cu laser și tăiere prin topire.

 

(4) Tăiere controlată de fractură

Pentru materialele fragile care sunt ușor deteriorate de căldură, un fascicul laser de înaltă densitate energetică este utilizat pentru a scana suprafața materialului fragil pentru a evapora o mică canelură atunci când materialul este încălzit și apoi se aplică o anumită presiune pentru a efectua o înaltă presiune. viteză, tăiere controlabilă prin încălzire cu fascicul laser. Materialul se va despica de-a lungul canelurilor mici. Principiul acestui proces de tăiere este că fasciculul laser încălzește o zonă locală de​materialul fragil, provocând un gradient termic mare și deformare mecanică severă în zonă, ducând la formarea de fisuri în material. Atâta timp cât se menține un gradient de încălzire uniform, fasciculul laser poate ghida crearea și propagarea fisurilor în orice direcție dorită. Fractura controlată utilizează distribuția abruptă a temperaturii generată în timpul crestăturii cu laser pentru a genera stres termic local în materialul fragil pentru a provoca ruperea materialului. de-a lungul canelurilor mici. Trebuie remarcat faptul că această tăiere de rupere controlată nu este potrivită pentru tăierea colțurilor ascuțite și a cusăturilor de colț. De asemenea, tăierea formelor închise foarte mari nu este ușor de realizat cu succes. Viteza de tăiere a fracturii controlate este rapidă și nu necesită o putere prea mare, altfel va cauza topirea suprafeței piesei de prelucrat și deteriorarea marginii cusăturii de tăiere. Principalii parametri de control sunt puterea laserului și dimensiunea spotului.