Лазерне різання можна виконувати з допоміжним газом або без нього, щоб допомогти видалити розплавлений або випарований матеріал. Відповідно до різних допоміжних газів, які використовуються, лазерне різання можна розділити на чотири категорії: різання випаровуванням, різання плавленням, різання потоком окислення та різання з контрольованим руйнуванням.

 

(1) Різання парою

Лазерний промінь високої щільності енергії використовується для нагрівання заготовки, що призводить до швидкого підвищення температури поверхні матеріалу та досягнення точки кипіння матеріалу за дуже короткий час, чого достатньо, щоб уникнути плавлення, викликаного теплопровідністю. Матеріал починає випаровуватися, а частина матеріалу перетворюється на пару та зникає. Швидкість викиду цих парів дуже висока. Під час викиду парів частина матеріалу видувається з дна щілини допоміжним газовим потоком у вигляді викидів, утворюючи щілину на матеріалі. Під час процесу пароподібного різання пара забирає розплавлені частинки та вимите сміття, утворюючи отвори. Під час процесу випаровування близько 40% матеріалу зникає у вигляді пари, тоді як 60% матеріалу видаляється потоком повітря у вигляді розплавлених крапель. Теплота випаровування матеріалу, як правило, дуже велика, тому лазерне різання з випаровуванням вимагає великої потужності та щільності потужності. Деякі матеріали, які не можна розплавити, як-от деревина, вуглецеві матеріали та певні види пластмаси, нарізаються за допомогою цього методу. Лазерне парове різання в основному використовується для різання надзвичайно тонких металевих матеріалів і неметалевих матеріалів (таких як папір, тканина, дерево). , пластик і гума тощо).

 

(2) Різання плавленням

Металевий матеріал розплавляється шляхом нагрівання лазерним променем. Коли щільність потужності падаючого лазерного променя перевищує певне значення, внутрішня частина матеріалу, куди потрапляє промінь, починає випаровуватися, утворюючи отвори. Коли така діра утворюється, вона діє як чорне тіло і поглинає всю енергію падаючого променя. Невеликий отвір оточується стінкою з розплавленого металу, а потім через сопло, коаксіальне пучку, розпилюється неокислюючий газ (Ar, He, N тощо). Сильний тиск газу викликає розрядження рідкого металу навколо отвору. Коли деталь рухається, маленький отвір рухається синхронно в напрямку різання, утворюючи розріз. Лазерний промінь продовжується вздовж переднього краю розрізу, і розплавлений матеріал видувається з розрізу безперервним або пульсуючим способом. Лазерне різання плавленням не вимагає повного випаровування металу, а необхідна енергія становить лише 1/10 від випаровування. Лазерне різання плавленням в основному використовується для різання деяких матеріалів, які важко окислюються, або активних металів, таких як нержавіюча сталь, титан, алюміній та їхні сплави.

 

(3) Окислювальне флюсове різання

Принцип подібний до киснево-ацетиленового різання. Він використовує лазер як джерело тепла для попереднього нагріву та кисень або інший активний газ як газ для різання. З одного боку, видуваний газ вступає в реакцію окислення з ріжучим металом і виділяє велику кількість тепла окислення; з іншого боку, розплавлений оксид і розплав видуваються із реакційної зони, утворюючи надріз у металі. Оскільки реакція окислення під час процесу різання генерує велику кількість тепла, енергія, необхідна для лазерного кисневого різання, становить лише 1/2 енергії, необхідної для різання плавленням, а швидкість різання набагато більша, ніжлазерне парове різання та плавлення.

 

(4) Контрольоване різання руйнування

Для крихких матеріалів, які легко пошкоджуються теплом, лазерний промінь високої щільності енергії використовується для сканування поверхні крихкого матеріалу, щоб випарувати невелику борозенку під час нагрівання матеріалу, а потім застосовується певний тиск для виконання високої швидкість, кероване різання через нагрів лазерного променя. Матеріал буде розколюватися вздовж невеликих борозенок. Принцип цього процесу різання полягає в тому, що лазерний промінь нагріває локальну ділянку​крихкий матеріал, що спричиняє великий температурний градієнт і сильну механічну деформацію в цій області, що призводить до утворення тріщин у матеріалі. Поки підтримується рівномірний градієнт нагрівання, лазерний промінь може спрямовувати утворення та поширення тріщин у будь-якому бажаному напрямку. Контрольоване руйнування використовує крутий розподіл температури, що створюється під час лазерного надрізу, для створення локальної термічної напруги в крихкому матеріалі, що спричиняє руйнування матеріалу. уздовж дрібних борозенок. Слід зазначити, що це контрольоване різання не підходить для різання гострих кутів і кутових швів. Вирізати дуже великі замкнуті форми також нелегко успішно досягти. Швидкість різання контрольованого руйнування висока і не вимагає надто високої потужності, інакше це призведе до плавлення поверхні заготовки та пошкодження краю різального шва. Основними контрольними параметрами є потужність лазера та розмір плями.