Tăiere prin topire
Tăierea prin topire înseamnă încălzirea materialului cu un fascicul laser incident. Când densitatea de putere a fasciculului laser depășește o anumită valoare, partea iradiată a materialului va începe să se evapore în interior, formând astfel mici găuri. Astfel de găuri vor absorbi în continuare energia fasciculului laser și vor topi peretele metalic care le protejează. În același timp, fluxul de aer auxiliar coaxial cu fasciculul îndepărtează materialul topit din jurul găurii. Odată cu mișcarea piesei de prelucrat, o fantă poate fi tăiată pe suprafața metalică.
Tăiere prin vaporizare
Tăierea prin vaporizare necesită o putere mai mare a fasciculului laser decât tăierea prin topire. Sub iradierea unui astfel de fascicul, materialul tăiat poate ajunge direct la punctul de fierbere fără a se topi. În acest fel, materialul poate dispărea în stare de abur, iar aburul transportă particulele topite și resturile de curățare, formând astfel găuri. În procesul de vaporizare, aproximativ 40 la sută din materiale dispar sub formă de abur, în timp ce alte 60 la sută din materiale sunt alungate de fluxul de aer sub formă de picături, care vor fi evacuate din partea inferioară a fantei sub formă de ejecta. În procesul de prelucrare, puteți întâlni multe materiale care nu pot fi topite, cum ar fi materialele din lemn și carbon, care pot fi prelucrate prin acest proces de tăiere.
Topirea oxidativă
Tăierea prin topire utilizează gaze active, cum ar fi oxigenul, ca flux de gaz auxiliar. În timpul tăierii, suprafața materialului este încălzită la temperatura de aprindere sub iradierea fasciculului laser, apoi are loc o reacție de ardere acerbă cu oxigenul și se eliberează o cantitate mare de căldură. Această căldură va încălzi materialul pentru a forma o mică gaură umplută cu abur în interior și va topi peretele de metal care înconjoară gaura mică.
Viteza de ardere a metalului în oxigen este controlată de transferul substanțelor de ardere în zgură, deoarece viteza de difuzie a oxigenului prin zgură în fața aprinderii va determina direct viteza de ardere. Cu cât debitul de oxigen este mai mare, cu atât reacția de ardere este mai intensă. În același timp, cu cât zgura este îndepărtată mai repede și se poate obține o viteză de tăiere mai mare. Desigur, cu cât debitul de oxigen este mai mare, cu atât mai bine, deoarece debitul prea rapid poate duce la răcirea rapidă a produsului de reacție la ieșirea cu fantă, adică oxidul de metal, care este foarte dăunător pentru calitatea tăierii.
În acest proces de tăiere, există două surse de căldură pentru topirea metalului, una este căldura generată de iradierea laser, iar cealaltă este căldura generată de reacția chimică dintre oxigen și metal. Se estimează că la tăierea materialelor din oțel, căldura eliberată prin reacția de oxidare reprezintă aproximativ 60% din energia totală necesară pentru tăiere. Prin urmare, viteza de ardere a oxigenului și viteza de mișcare a fasciculului laser ar trebui calculate cu precizie pentru a obține o potrivire perfectă. Dacă viteza de ardere a oxigenului este mai mare decât viteza de mișcare a fasciculului laser, fanta apare lată și aspră. Dacă fasciculul laser se mișcă mai repede decât viteza de ardere a oxigenului, fanta rezultată este îngustă și netedă.
Fractură de control
Controlul fracturii este de a tăia materialul la o viteză mare și controlabil prin încălzire cu un fascicul laser. Acest proces este foarte eficient pentru materialele fragile care pot fi ușor deteriorate de căldură. Procesul specific este: încălzirea unei zone mici de material fragil cu un fascicul laser, provocând un gradient termic mare și deformare mecanică gravă în zonă, având ca rezultat formarea de fisuri în material. Atâta timp cât se menține gradientul uniform de încălzire, fasciculul laser poate ghida fisura în orice direcție dorită.
Este demn de remarcat faptul că această tăiere controlată de fractură nu este potrivită pentru tăierea unghiurilor acute și a marginilor colțurilor. Nu este ușor să reușești să tăiezi forme închise super mari. Controlați viteza de tăiere a fracturii și nu aveți nevoie de o putere prea mare, altfel va cauza topirea suprafeței piesei de prelucrat și deteriorarea muchiei de tăiere. Principalii parametri de control sunt puterea laserului și dimensiunea spotului.