Cắt laser có thể được thực hiện có hoặc không có khí hỗ trợ để giúp loại bỏ vật liệu nóng chảy hoặc bốc hơi. Theo các khí phụ khác nhau được sử dụng, việc cắt laser có thể được chia thành bốn loại: cắt hơi, cắt nóng chảy, cắt thông lượng oxy hóa và cắt gãy có kiểm soát.

 

(1) Cắt hơi

Tia laser mật độ năng lượng cao được sử dụng để làm nóng phôi, khiến nhiệt độ bề mặt của vật liệu tăng nhanh và đạt đến điểm sôi của vật liệu trong một thời gian rất ngắn, đủ để tránh nóng chảy do dẫn truyền nhiệt. Vật liệu bắt đầu bốc hơi, và một phần của vật liệu bốc hơi thành hơi nước và biến mất. Tốc độ phóng của các hơi này rất nhanh. Trong khi hơi được đẩy ra, một phần của vật liệu bị thổi bay từ đáy của khe bằng dòng khí phụ khi phóng, tạo thành một khe trên vật liệu. Trong quá trình cắt hơi, hơi lấy đi các hạt tan chảy và các mảnh vụn được rửa sạch, tạo thành các lỗ. Trong quá trình hóa hơi, khoảng 40% vật liệu biến mất dưới dạng hơi, trong khi 60% vật liệu được loại bỏ bởi luồng không khí dưới dạng các giọt nóng chảy. Nhiệt hóa hơi của vật liệu thường rất lớn, do đó việc cắt hơi laser đòi hỏi mật độ công suất và công suất lớn. Một số vật liệu không thể tan chảy, chẳng hạn như gỗ, vật liệu carbon và một số loại nhựa, được cắt thành hình dạng bằng phương pháp này. Cắt hơi nước chủ yếu được sử dụng để cắt vật liệu kim loại cực mỏng và vật liệu phi kim loại (như giấy, vải, gỗ , nhựa và cao su, v.v.).

 

(2) Khả năng cắt

Các vật liệu kim loại được nấu chảy bằng cách sưởi ấm bằng chùm tia laser. Khi mật độ công suất của chùm tia laser sự cố vượt quá một giá trị nhất định, phần bên trong của vật liệu nơi chùm tia được chiếu xạ bắt đầu bay hơi, tạo thành các lỗ. Một khi một lỗ như vậy được hình thành, nó hoạt động như một cơ thể màu đen và hấp thụ tất cả năng lượng chùm tia tới. Các lỗ nhỏ được bao quanh bởi một bức tường kim loại nóng chảy, và sau đó khí không oxy hóa (AR, HE, N, v.v.) được phun qua một đồng trục với chùm tia. Áp lực mạnh của khí làm cho kim loại lỏng xung quanh lỗ được thải ra. Khi phôi di chuyển, lỗ nhỏ di chuyển đồng bộ theo hướng cắt để tạo thành một vết cắt. Tia laser tiếp tục dọc theo cạnh đầu của vết mổ và vật liệu nóng chảy được thổi ra khỏi vết mổ theo cách liên tục hoặc xung. Cắt nóng chảy laser không đòi hỏi quá trình hóa hơi hoàn toàn của kim loại và năng lượng cần thiết chỉ là 1/10 cắt hóa hơi. Cắt nóng chảy laser chủ yếu được sử dụng để cắt một số vật liệu không dễ bị oxy hóa hoặc kim loại hoạt động, như thép không gỉ, titan, nhôm và hợp kim của chúng.

 

(3) Cắt thông lượng oxy hóa

Nguyên tắc này tương tự như cắt oxy-acetylen. Nó sử dụng laser làm nguồn nhiệt trước và oxy hoặc khí hoạt động khác làm khí cắt. Một mặt, khí thổi trải qua phản ứng oxy hóa với kim loại cắt và giải phóng một lượng lớn nhiệt oxy hóa; Mặt khác, oxit nóng chảy và tan chảy được thổi ra khỏi vùng phản ứng để tạo thành một vết cắt trong kim loại. Do phản ứng oxy hóa trong quá trình cắt tạo ra một lượng lớn nhiệt, năng lượng cần thiết cho việc cắt oxy laser chỉ là 1/2 so với việc cắt nóng chảy và tốc độ cắt lớn hơn nhiều so với nhiềuCắt hơi laser và cắt nóng chảy.

 

(4) Cắt gãy xương được kiểm soát

Đối với các vật liệu giòn dễ bị tổn thương do nhiệt, chùm tia laser mật độ năng lượng cao được sử dụng để quét bề mặt vật liệu giòn để làm bay hơi một rãnh nhỏ khi vật liệu được làm nóng, và sau đó áp dụng áp suất nhất định Tốc độ, cắt có thể kiểm soát thông qua hệ thống sưởi chùm tia laser. Các vật liệu sẽ được chia dọc theo các rãnh nhỏ. Nguyên tắc của quá trình cắt này là chùm tia laser làm nóng diện tích cục bộ của​​Vật liệu giòn, gây ra một độ dốc nhiệt lớn và biến dạng cơ học nghiêm trọng trong khu vực, dẫn đến sự hình thành các vết nứt trong vật liệu. Miễn là duy trì độ dốc sưởi đồng đều được duy trì, chùm tia laser có thể hướng dẫn tạo và lan truyền vết nứt theo bất kỳ hướng mong muốn nào. Fracture được kiểm soát dọc theo các rãnh nhỏ. Cần lưu ý rằng việc cắt vỡ có kiểm soát này không phù hợp để cắt các góc nhọn và đường nối góc. Cắt hình dạng đóng thêm lớn cũng không dễ để đạt được thành công. Tốc độ cắt của gãy xương được kiểm soát là nhanh và không cần quá năng lượng quá cao, nếu không nó sẽ làm cho bề mặt của phôi bị tan chảy và làm hỏng cạnh của đường cắt. Các tham số điều khiển chính là công suất laser và kích thước điểm.