Procesul principal al mașinii de tăiat cu laser

1, tăiere prin vaporizare.
În procesul de tăiere prin gazeificare cu laser, temperatura suprafeței materialului crește la temperatura punctului de fierbere atât de repede încât este suficient pentru a evita topirea cauzată de conducerea căldurii, astfel încât o parte din material se vaporizează în abur și dispare, iar o parte din material este suflat din partea inferioară a fantei de fluxul de gaz auxiliar sub formă de ejecta. 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, prelucrarea este potrivită numai pentru aplicații în care trebuie evitată excluderea materialului topit. Prelucrarea este de fapt utilizată doar în zone foarte mici de utilizare pentru aliajele pe bază de fier.
Procesul nu poate fi utilizat pe materiale, cum ar fi lemnul și anumite ceramice, care nu au o stare de topire și, prin urmare, este puțin probabil să permită condensarea vaporilor materialului. În plus, aceste materiale trebuie de obicei să realizeze incizii mai groase. În tăierea prin gazeificare cu laser, focalizarea optimă a fasciculului depinde de grosimea materialului și de calitatea fasciculului. Puterea laserului și căldura de gazeificare au doar o anumită influență asupra poziției optime de focalizare. În cazul unei anumite grosimi a plăcii, viteza maximă de tăiere este invers proporţională cu temperatura de gazeificare a materialului. Densitatea necesară a puterii laserului este mai mare de 108 W/cm2 și depinde de material, adâncimea de tăiere și poziția de focalizare a fasciculului. În cazul unei anumite grosimi a plăcii, presupunând că există suficientă putere laser, viteza maximă de tăiere este limitată de viteza jetului de gaz.
2. Topire și tăiere.
La tăierea prin topire cu laser, piesa de prelucrat este parțial topită, iar materialul topit este pulverizat cu ajutorul fluxului de aer. Deoarece transferul materialului are loc numai în stare lichidă, procesul se numește tăiere prin topire cu laser.
Raza laser este asociată cu un gaz de tăiere inert de înaltă puritate pentru a împinge materialul topit departe de fantă, în timp ce gazul în sine nu este implicat în tăiere. Tăierea prin topire cu laser poate obține o viteză de tăiere mai mare decât tăierea prin gazeificare. Energia necesară pentru gazeificare este de obicei mai mare decât cea necesară pentru topirea materialului. În tăierea prin fuziune cu laser, fasciculul laser este absorbit doar parțial. Viteza maximă de tăiere crește odată cu creșterea puterii laserului și scade aproape invers odată cu creșterea grosimii plăcii și a temperaturii de topire a materialului. În cazul unei anumite puteri laser, factorul limitativ este presiunea aerului la fantă și conductibilitatea termică a materialului. Tăierea prin fuziune cu laser pentru materiale din fier și titan metal poate fi obținută fără incizie de oxidare. Densitatea de putere a laserului care produce topire, dar mai mică decât gazeificare, este între 104W/cm2 și 105W/cm2 pentru materialele din oțel.
3, Tăiere prin topire prin oxidare (tăiere cu flacără cu laser).
Tăierea topit folosește în general gaz inert, dacă este înlocuit cu oxigen sau alte gaze active, materialul este aprins sub iradierea fasciculului laser, iar reacția chimică intensă cu oxigenul produce o altă sursă de căldură, astfel încât materialul să fie încălzit în continuare, numită oxidare. taiere de topire.
Datorită acestui efect, pentru aceeași grosime a oțelului de structură, viteza de tăiere obținută prin această metodă este mai mare decât cea a tăierii prin topire. Pe de altă parte, această metodă poate avea o calitate mai slabă a tăierii decât tăierea prin topire. De fapt, produce o fantă mai largă, rugozitate semnificativă, o zonă afectată de căldură crescută și o calitate mai proastă a marginilor. Tăierea cu flacără cu laser nu este bună la prelucrarea modelelor de precizie și a colțurilor ascuțite (există riscul de ardere a colțurilor ascuțite). Un mod pulsat al laserului poate fi utilizat pentru a limita efectul termic, iar puterea laserului determină viteza de tăiere. În cazul unei anumite puteri laser, factorul limitativ este furnizarea de oxigen și conductibilitatea termică a materialului.
4, Controlul tăierii fracturii.
Pentru materialele fragile care sunt ușor deteriorate de căldură, tăierea de mare viteză și controlabilă prin încălzire cu fascicul laser se numește tăiere controlată prin fractură. Conținutul principal al acestui proces de tăiere este: fasciculul laser încălzește o zonă mică a materialului fragil, provocând un gradient termic mare și o deformare mecanică gravă în zonă, ducând la formarea de fisuri în material. Atâta timp cât se menține un gradient de încălzire echilibrat, fasciculul laser poate ghida fisura în orice direcție dorită.