Laserskärning kan göras med eller utan hjälpgas för att hjälpa till att avlägsna smält eller förångat material. Beroende på de olika hjälpgaserna som används kan laserskärning delas in i fyra kategorier: förångningsskärning, smältskärning, oxidationsflödesskärning och kontrollerad sprickskärning.

 

(1) Förångningsskärning

En laserstråle med hög energidensitet används för att värma upp arbetsstycket, vilket gör att materialets yttemperatur stiger snabbt och når materialets kokpunkt på mycket kort tid, vilket är tillräckligt för att undvika smältning orsakad av värmeledning. Materialet börjar förångas, och en del av materialet förångas till ånga och försvinner. Utstötningshastigheten för dessa ångor är mycket snabb. Medan ångorna sprutas ut blåses en del av materialet bort från botten av slitsen av hjälpgasflödet som utstötningar, vilket bildar en slits på materialet. Under förångningsskärningsprocessen tar ångan bort de smälta partiklarna och tvättade skräpet och bildar hål. Under förångningsprocessen försvinner cirka 40 % av materialet som ånga, medan 60 % av materialet avlägsnas av luftflödet i form av smälta droppar. Materialets förångningsvärme är i allmänhet mycket stor, så laserförångningsskärning kräver stor effekt och effekttäthet. Vissa material som inte kan smältas, såsom trä, kolmaterial och vissa plaster, skärs till former med denna metod. Laserskärning används mest för att skära extremt tunna metallmaterial och icke-metalliska material (som papper, tyg, trä) , plast och gummi, etc.).

 

(2) Smältskärning

Metallmaterialet smälts genom uppvärmning med en laserstråle. När effekttätheten för den infallande laserstrålen överstiger ett visst värde, börjar det inre av materialet där strålen bestrålas att avdunsta och bilda hål. När ett sådant hål väl har bildats, fungerar det som en svart kropp och absorberar all infallande strålenergi. Det lilla hålet omges av en vägg av smält metall, och sedan sprutas icke-oxiderande gas (Ar, He, N, etc.) genom ett munstycke koaxiellt med strålen. Gasens starka tryck gör att den flytande metallen runt hålet släpps ut. När arbetsstycket rör sig, rör sig det lilla hålet synkront i skärriktningen för att bilda ett snitt. Laserstrålen fortsätter längs framkanten av snittet och det smälta materialet blåses bort från snittet på ett kontinuerligt eller pulserande sätt. Lasersmältskärning kräver inte fullständig förångning av metallen, och energin som krävs är endast 1/10 av förångningsskärning. Lasersmältskärning används främst för att skära vissa material som inte är lätt oxiderade eller aktiva metaller, såsom rostfritt stål, titan, aluminium och deras legeringar.

 

(3) Oxidationsflödesskärning

Principen liknar syre-acetylenskärning. Den använder laser som förvärmande värmekälla och syre eller annan aktiv gas som skärgas. Å ena sidan genomgår den blåsta gasen en oxidationsreaktion med skärmetallen och frigör en stor mängd oxidationsvärme; å andra sidan blåses den smälta oxiden och smältan ut ur reaktionszonen för att bilda ett skär i metallen. Eftersom oxidationsreaktionen under skärningsprocessen genererar en stor mängd värme, är energin som krävs för laserskärning endast 1/2 av den för smältskärning, och skärhastigheten är mycket högre änlaserångskärning och smältskärning.

 

(4) Kontrollerad brottskärning

För spröda material som lätt skadas av värme, används en laserstråle med hög energidensitet för att skanna ytan på det spröda materialet för att förånga ett litet spår när materialet värms upp, och sedan appliceras ett visst tryck för att utföra hög- hastighet, kontrollerbar skärning genom laserstråleuppvärmning. Materialet kommer att delas längs de små spåren. Principen för denna skärprocess är att laserstrålen värmer ett lokalt område av.det spröda materialet, vilket orsakar en stor termisk gradient och kraftig mekanisk deformation i området, vilket leder till att det bildas sprickor i materialet. Så länge som en likformig uppvärmningsgradient upprätthålls kan laserstrålen styra sprickbildning och utbredning i valfri riktning. Kontrollerad spricka utnyttjar den branta temperaturfördelningen som genereras under laserskärning för att generera lokal termisk spänning i det spröda materialet för att få materialet att gå sönder längs de små spåren. Det bör noteras att denna kontrollerade brytskärning inte är lämplig för att skära skarpa hörn och hörnsömmar. Att skära extra stora slutna former är inte heller lätt att uppnå framgångsrikt. Skärhastigheten för kontrollerad brott är snabb och kräver inte för hög effekt, annars kommer det att leda till att arbetsstyckets yta smälter och skadar kanten på skärsömmen. De viktigaste styrparametrarna är laserkraft och punktstorlek.