Hovedprocessen med laserskærermaskine

1. Fordampningsskæring.
Under laserfordampningsskæringsprocessen stiger materialets overfladetemperatur til kogepunktstemperaturen så hurtigt, at det kan undgå smeltning forårsaget af varmeledning, så en del af materialet fordamper til damp og forsvinder, og en del af materialet udstødes fra bunden af ​​slidsen af ​​hjælpegassen Flow blæser væk. Der kræves meget høje lasereffekter i dette tilfælde.

For at forhindre materialedamp i at kondensere på kerfvæggen, må tykkelsen af ​​materialet ikke overstige laserstrålens diameter væsentligt. Denne proces er derfor kun egnet til anvendelser, hvor udelukkelse af smeltet materiale skal undgås. Denne bearbejdning bruges egentlig kun i meget små anvendelsesområder til jernbaserede legeringer.

Denne proces kan ikke anvendes, såsom træ og visse keramik, som ikke er i smeltet tilstand og derfor mindre tilbøjelige til at rekondensere materialets dampe. Derudover opnår disse materialer typisk tykkere snit.

Ved laserforgasningsskæring afhænger optimal strålefokusering af materialetykkelse og strålekvalitet. Laserkraften og fordampningsvarmen har kun en vis indflydelse på den optimale fokusposition. I tilfælde af en vis tykkelse af pladen er den maksimale skærehastighed omvendt proportional med materialets forgasningstemperatur.

Den nødvendige lasereffekttæthed er større end 108W/cm2 og afhænger af materialet, skæredybden og strålefokuspositionen. I tilfælde af en vis tykkelse af pladen, under forudsætning af tilstrækkelig lasereffekt, er den maksimale skærehastighed begrænset af gasstrålens hastighed.

2. Smeltning og skæring.
Ved lasersmelteskæring smeltes emnet delvist, hvorefter det smeltede materiale udstødes ved hjælp af en luftstrøm. Fordi overførslen af ​​materialet kun sker i dets flydende tilstand, kaldes processen lasersmelteskæring.

Laserstrålen koblet med en inert skæregas af høj renhed skubber det smeltede materiale ud af snittet, uden at gassen selv skærer. Laserskæring kan opnå højere skærehastigheder end gasskæring. Den energi, der kræves til forgasning, er normalt højere end den energi, der kræves for at smelte materialet.

Ved lasersmelteskæring absorberes laserstrålen kun delvist. Den maksimale skærehastighed stiger med stigende lasereffekt og falder næsten omvendt med stigende pladetykkelse og materialesmeltetemperatur. Ved en vis lasereffekt er den begrænsende faktor gastrykket ved skæret og materialets varmeledningsevne.

Laserskæring kan producere oxidfrie snit til jern og titanium. Lasereffekttætheden, der producerer smeltning, men ikke forgasning, er mellem 104 W/cm2 og 105 W/cm2 for stålmaterialer.

3. Oxidationssmeltende skæring (laserskæring).
Fusionsskæring bruger generelt inert gas. Hvis der i stedet bruges ilt eller anden aktiv gas, vil materialet blive antændt under laserstrålens bestråling, og en voldsom kemisk reaktion med ilt vil generere en anden varmekilde til yderligere opvarmning af materialet, hvilket kaldes oxidativ smelteskæring. .

På grund af denne effekt, for samme tykkelse af konstruktionsstål, kan højere skærehastigheder opnås med denne metode end fusionsskæring. På den anden side kan denne metode have en dårligere snitkvalitet end fusionsskæring. I praksis giver det bredere snit, mærkbar ruhed, øget varmepåvirket zone og dårligere kantkvalitet.

Laserskæring er ikke godt for præcisionsmodeller og skarpe hjørner (risiko for at brænde de skarpe hjørner). Termiske effekter kan begrænses ved hjælp af en pulserende laser, hvor laserens kraft bestemmer skærehastigheden. Ved en given lasereffekt er de begrænsende faktorer ilttilførslen og materialets varmeledningsevne.

4. Kontrol brudskæring.

For sprøde materialer, der let beskadiges af varme, kaldes højhastigheds- og kontrollerbar skæring ved laserstråleopvarmning kontrolleret brudskæring. Hovedindholdet i denne skæreproces er, at laserstrålen opvarmer et lille område af sprødt materiale, hvilket forårsager store termiske gradienter og alvorlig mekanisk deformation i dette område, hvilket resulterer i dannelsen af ​​revner i materialet. Laserstrålen kan dirigere revner i enhver ønsket retning, så længe der opretholdes en ensartet varmegradient.