Hovedprosessen for laserskjæremaskin

1. Fordampningsskjæring
Under laserforgassingsskjæringsprosessen stiger overflatetemperaturen til materialet til kokepunktstemperaturen så raskt at det er nok til å unngå smelting forårsaket av varmeledning, slik at en del av materialet fordampes til damp og forsvinner, og en del av materialet. skytes ut fra bunnen av spalten av hjelpegassen Strømmen blåser bort. I dette tilfellet kreves det svært høye lasereffekter.
For å hindre at materialdamp kondenserer på snittveggene, må tykkelsen på materialet ikke overstige laserstrålens diameter i stor grad. Denne prosessen er derfor kun egnet for bruksområder hvor utslipp av smeltet materiale må unngås. Denne maskineringen brukes praktisk talt kun i små bruksområder for jernbaserte legeringer.
Denne prosessen kan ikke brukes for materialer, som tre og visse keramiske materialer, som ikke har en smeltet tilstand og derfor er mindre sannsynlig at materialdampen rekondenserer. I tillegg oppnår disse materialene vanligvis tykkere kutt. Ved laserdampskjæring avhenger optimal strålefokusering av materialtykkelse og strålekvalitet. Laserkraft og fordampningsvarme har bare en viss innflytelse på den optimale fokusposisjonen. Når tykkelsen på platen er konstant, er den maksimale skjærehastigheten omvendt proporsjonal med gassifiseringstemperaturen til materialet. Den nødvendige lasereffekttettheten er større enn 108W/cm2 og avhenger av materialet, skjæredybden og strålefokusposisjonen. Ved en viss tykkelse på platen, forutsatt at det er tilstrekkelig laserkraft, begrenses den maksimale skjærehastigheten av hastigheten til gassstrålen.
2. Smelteskjæring
Ved laserfusjonsskjæring smeltes arbeidsstykket delvis og det smeltede materialet støtes ut ved hjelp av luftstrøm. Fordi overføringen av materialet bare skjer i flytende tilstand, kalles prosessen laserfusjonsskjæring.
Laserstrålen kombinert med inert skjæregass med høy renhet driver det smeltede materialet ut av snittet, men selve gassen deltar ikke i skjæringen. Laserfusjonsskjæring kan oppnå høyere skjærehastighet enn gassifiseringsskjæring. Energien som kreves for gassifisering er generelt høyere enn den som kreves for å smelte materialet. Ved laserfusjonsskjæring absorberes laserstrålen bare delvis. Den maksimale skjærehastigheten øker med økningen av lasereffekten, og avtar nesten omvendt proporsjonalt med økningen av arktykkelse og materialsmeltetemperatur. Ved en viss lasereffekt er den begrensende faktoren lufttrykket ved snittet og materialets varmeledningsevne. Laserskjæring kan oppnå oksidasjonsfrie kutt for jernmaterialer og titanmetaller. Laserkrafttettheten som produserer smelting, men mindre enn gassifisering, er mellom 104W/cm2 og 105W/cm2 for stålmaterialer.
3. Oksidasjonssmeltingsskjæring (laserskjæring)
Fusjonsskjæring bruker vanligvis inertgass. Hvis det erstattes av oksygen eller annen aktiv gass, antennes materialet under bestrålingen fra laserstrålen, og det oppstår en voldsom kjemisk reaksjon med oksygen for å generere en annen varmekilde, som varmer opp materialet ytterligere, som kalles oksidasjonssmeltingsskjæring. .
På grunn av denne effekten kan høyere skjærehastigheter oppnås med denne metoden enn med smelteskjæring for samme tykkelse av konstruksjonsstål. På den annen side kan denne metoden ha dårligere kuttekvalitet enn fusjonsskjæring. Den produserer faktisk bredere snitt, merkbar ruhet, økt varmepåvirket sone og dårligere kantkvalitet. Laserskjæring er dårlig for presisjonsmodeller og skarpe hjørner (fare for å brenne av skarpe hjørner). Lasere i pulsmodus kan brukes til å begrense termiske effekter, og laserens kraft bestemmer skjærehastigheten. Ved en viss lasereffekt er de begrensende faktorene oksygentilførselen og materialets varmeledningsevne.
4. Kontroller bruddskjæring
For sprø materialer som lett blir skadet av varme, utføres høyhastighets og kontrollerbar skjæring ved laserstråleoppvarming, som kalles kontrollert bruddskjæring. Hovedinnholdet i denne skjæreprosessen er at laserstrålen varmer opp et lite område med sprøtt materiale, noe som forårsaker en stor termisk gradient og alvorlig mekanisk deformasjon i dette området, noe som resulterer i dannelse av sprekker i materialet. Så lenge en jevn varmegradient opprettholdes, kan laserstrålen rette sprekker i hvilken som helst ønsket retning.