Diverse metode de tăiere a mașinii de tăiat cu laser.

Tăierea cu laser este o metodă de procesare fără contact, cu energie ridicată și controlabilitate bună a densității. Fasciculul laser este concentrat pentru a forma un punct de lumină cu densitate mare de energie, care are multe caracteristici atunci când este aplicat la tăiere. Există în principal patru metode diferite de tăiere pentru tăierea cu laser pentru a face față diferitelor situații.

Transfer de masă mașină de tăiat cu laser	Mașină de tăiat cu laser cu o singură masă	Țeavă mașină de tăiat cu laser

Tăierea prin fuziune

În topirea și tăierea cu laser, piesa de prelucrat este parțial topită și materialul topit este pulverizat cu ajutorul fluxului de aer. Deoarece transferul materialului are loc numai în stare lichidă, procesul se numește topire și tăiere cu laser.

Fasciculul laser este potrivit cu un gaz de tăiere inert de înaltă puritate pentru a conduce materialul topit departe de kerf, iar gazul în sine nu participă la tăiere. Tăierea prin topire cu laser poate obține o viteză de tăiere mai mare decât tăierea gazificării. Energia necesară pentru gazeificare este de obicei mai mare decât energia necesară pentru topirea materialului. În topirea și tăierea cu laser, fasciculul laser este doar parțial absorbit. Viteza maximă de tăiere crește odată cu creșterea puterii laserului și scade aproape invers odată cu creșterea grosimii foii și creșterea temperaturii de topire a materialului. În cazul unei anumite puteri laser, factorul limitativ este presiunea aerului la fantă și conductivitatea termică a materialului. Topirea și tăierea cu laser pot obține incizii fără oxidare pentru materiale de fier și metale din titan. Densitatea de putere laser care produce topire, dar nu gazeificare este între 104W/cm2～105W/cm2 pentru materiale din oțel.

Tăiere vaporizată

În procesul de tăiere a gazificării cu laser, viteza temperaturii suprafeței materialului care crește până la temperatura punctului de fierbere este atât de rapidă încât este suficient să se evite topirea cauzată de conducerea căldurii, astfel încât o parte a materialului se vaporizează în abur și dispare, iar o parte a materialului este pulverizată din partea inferioară a fantei cu gaz auxiliar Debitul suflă. În acest caz, este necesară o putere laser foarte mare.

Pentru a preveni condensarea vaporilor de material pe peretele fantei, grosimea materialului nu trebuie să depășească cu mult diametrul fasciculului laser. Prin urmare, acest proces este adecvat numai pentru aplicațiile în care trebuie evitată îndepărtarea materialului topit. Această prelucrare este de fapt utilizată numai în zonele în care aliajele pe bază de fier sunt foarte mici.

Acest proces nu poate fi utilizat pentru materiale precum lemnul și anumite ceramici care nu sunt într-o stare topită și, prin urmare, este puțin probabil să permită recondensarea vaporilor de material. În plus, aceste materiale necesită de obicei tăieturi mai groase. În tăierea cu laser a gazificării, focalizarea optimă a fasciculului depinde de grosimea materialului și de calitatea fasciculului. Puterea laserului și căldura de vaporizare au doar o anumită influență asupra poziției optime de focalizare. În cazul unei anumite grosimi a foii, viteza maximă de tăiere este invers proporțională cu temperatura de vaporizare a materialului. Densitatea de putere necesară cu laser este mai mare de 108W / cm2 și depinde de material, adâncimea de tăiere și poziția de focalizare a fasciculului. În cazul unei anumite grosimi a foii, presupunând o putere laser suficientă, viteza maximă de tăiere este limitată de viteza jetului de gaz.

Tăierea controlată a fracturilor

Pentru materialele fragile care sunt ușor deteriorate de căldură, tăierea de mare viteză și controlabilă se realizează prin încălzirea cu fascicul laser, care se numește tăiere controlată a fracturilor. Conținutul principal al acestui proces de tăiere este: fasciculul laser încălzește o mică zonă a materialului fragil, provocând un gradient termic mare și deformare mecanică severă în această zonă, ceea ce duce la formarea de fisuri în material. Atâta timp cât se menține un gradient uniform de încălzire, fasciculul laser poate ghida fisurile în orice direcție dorită.

Tăierea topirii oxidării (tăierea cu flacără laser)

Topirea și tăierea folosesc, în general, gaz inert. Dacă este înlocuit cu oxigen sau alte gaze active, materialul este aprins sub iradierea fasciculului laser și apare o reacție chimică acerbă cu oxigenul pentru a genera o altă sursă de căldură pentru a încălzi în continuare materialul, care se numește topire și tăiere oxidativă .

Datorită acestui efect, pentru oțelul structural de aceeași grosime, rata de tăiere care poate fi obținută prin această metodă este mai mare decât cea a tăierii topirii. Pe de altă parte, această metodă poate avea o calitate mai slabă a tăieturii în comparație cu tăierea prin fuziune. De fapt, va produce un kerf mai larg, o rugozitate evidentă, o zonă afectată de căldură crescută și o calitate mai slabă a marginilor. Tăierea cu flacără cu laser nu este bună atunci când processing modele de precizie și colțuri ascuțite (există pericolul de a arde colțurile ascuțite). Un laser pulsat poate fi folosit pentru a limita influența termică, iar puterea laserului determină viteza de tăiere. În cazul unei anumite puteri laser, factorul limitativ este alimentarea cu oxigen și conductivitatea termică a materialului.