Различни методи на рязане на машина за лазерно рязане

Лазерното рязане е безконтактен метод на обработка с висока енергия и добра контролируемост на плътността.Лазерното петно ​​с висока енергийна плътност се формира след фокусиране на лазерния лъч, който има много характеристики, когато се използва при рязане.Има четири различни начина за лазерно рязане, за да се справите с различни ситуации.

1. Рязане на стопилка　

При рязане с лазерно топене разтопеният материал се изхвърля чрез въздушен поток, след като детайлът се разтопи локално.Тъй като прехвърлянето на материал става само в течно състояние, този процес се нарича рязане с лазерно топене.
Лазерният лъч с инертен режещ газ с висока чистота кара разтопения материал да напусне прореза, докато самият газ не участва в рязането.Лазерното рязане чрез топене може да постигне по-висока скорост на рязане от газифицирането.Енергията, необходима за газификация, обикновено е по-висока от енергията, необходима за стопяване на материала.При рязане с лазерно топене лазерният лъч се абсорбира само частично.Максималната скорост на рязане се увеличава с увеличаване на мощността на лазера и намалява почти обратно пропорционално на увеличаването на дебелината на плочата и температурата на топене на материала.В случай на определена мощност на лазера, ограничаващият фактор е налягането на въздуха в процепа и топлопроводимостта на материала.За желязо и титанови материали лазерното рязане на стопилка може да получи неокислителни прорези.За стоманени материали плътността на лазерната мощност е между 104w/cm2 и 105W/cm2.

2.Вапоризационно рязане

В процеса на рязане с лазерна газификация, скоростта на повишаване на температурата на повърхността на материала до точката на кипене е толкова бърза, че може да се избегне топенето, причинено от топлинната проводимост, така че някои материали се изпаряват в пара и изчезват, а някои материали се издухват от дъното на режещия шев чрез допълнителен газов поток като изхвърляне.В този случай е необходима много висока лазерна мощност.

За да се предотврати кондензирането на парите на материала върху стената на процепа, дебелината на материала не трябва да бъде много по-голяма от диаметъра на лазерния лъч.Следователно този процес е подходящ само за приложения, при които трябва да се избягва елиминирането на разтопени материали.Всъщност процесът се използва само в много малка област на използване на сплави на основата на желязо.

Процесът не може да се използва за материали като дърво и някои керамики, които не са в разтопено състояние и е малко вероятно да позволят парите на материала да се рекомбинират.В допълнение, тези материали обикновено трябва да постигнат по-дебел разрез.При рязане с лазерна газификация оптималното фокусиране на лъча зависи от дебелината на материала и качеството на лъча.Лазерната мощност и топлината на изпаряване имат само известен ефект върху оптималната позиция на фокуса.Максималната скорост на рязане е обратно пропорционална на температурата на газификация на материала, когато дебелината на плочата е фиксирана.Необходимата плътност на лазерната мощност е по-голяма от 108 W / cm2 и зависи от материала, дълбочината на рязане и фокусната позиция на лъча.В случай на определена дебелина на плочата, при условие, че има достатъчна лазерна мощност, максималната скорост на рязане е ограничена от скоростта на газовата струя.

3. Контролирано рязане на фрактури

За крехки материали, които лесно се повреждат от топлина, високоскоростното и контролирано рязане чрез нагряване с лазерен лъч се нарича рязане с контролирано счупване.Основното съдържание на този процес на рязане е: лазерният лъч загрява малка площ от чуплив материал, което предизвиква голям термичен градиент и сериозна механична деформация в тази област, което води до образуване на пукнатини в материала.Докато се поддържа равномерен градиент на нагряване, лазерният лъч може да направлява генерирането на пукнатини във всяка желана посока.

4. Рязане с окислително топене (лазерно рязане с пламък)

Обикновено инертният газ се използва за топене и рязане.Ако вместо това се използва кислород или друг активен газ, материалът ще се запали под облъчването на лазерен лъч и ще се генерира друг източник на топлина поради интензивната химическа реакция с кислород за допълнително нагряване на материала, което се нарича окислително топене и рязане .

Поради този ефект, скоростта на рязане на конструкционна стомана със същата дебелина може да бъде по-висока от тази на рязане чрез топене.От друга страна, качеството на разреза може да бъде по-лошо от това на рязане чрез стопилка.Всъщност това ще доведе до по-широки прорези, очевидна грапавост, увеличена зона на топлинно въздействие и по-лошо качество на ръба.Лазерното пламъчно рязане не е добро за обработка на прецизни модели и остри ъгли (има опасност от изгаряне на острите ъгли).Лазерите с импулсен режим могат да се използват за ограничаване на топлинните ефекти, а мощността на лазера определя скоростта на рязане.При определена мощност на лазера ограничаващият фактор е подаването на кислород и топлопроводимостта на материала.