1. برش بخار شده.
در فرآیند برش گازی شدن لیزری، سرعت افزایش دمای سطح ماده تا دمای نقطه جوش آنقدر سریع است که برای جلوگیری از ذوب ناشی از هدایت گرما کافی است، بنابراین بخشی از مواد تبدیل به بخار می شود و ناپدید می شود و بخشی از مواد از پایین شکاف توسط گاز کمکی پاشیده می شود و جریان از بین می رود. در این حالت به توان لیزر بسیار بالایی نیاز است.

به منظور جلوگیری از متراکم شدن بخار مواد روی دیواره شکاف، ضخامت مواد نباید تا حد زیادی از قطر پرتو لیزر بیشتر شود. بنابراین این فرآیند فقط برای کاربردهایی مناسب است که باید از حذف مواد مذاب اجتناب شود. این پردازش در واقع فقط در مناطقی که آلیاژهای مبتنی بر آهن بسیار کوچک هستند استفاده می شود.

این فرآیند را نمی توان برای موادی مانند چوب و سرامیک های خاص که در حالت مذاب نیستند و بنابراین بعید است اجازه دهد که بخار مواد دوباره متراکم شود، استفاده شود. علاوه بر این، این مواد معمولا به برش های ضخیم تری نیاز دارند. در برش با لیزر، تمرکز پرتو به ضخامت مواد و کیفیت پرتو بستگی دارد. قدرت لیزر و گرمای تبخیر تنها تأثیر خاصی بر موقعیت فوکوس دارند. در مورد ضخامت مشخصی از ورق، سرعت برش با دمای تبخیر مواد نسبت معکوس دارد. چگالی توان لیزر مورد نیاز بیشتر از 108W/cm2 است و به مواد، عمق برش و موقعیت فوکوس پرتو بستگی دارد. در مورد ضخامت ورق معین، با فرض توان کافی لیزر، سرعت برش توسط سرعت جت گاز محدود می شود.

2. ذوب و برش.
در ذوب و برش لیزری، قطعه کار تا حدی ذوب می شود و مواد مذاب به کمک جریان هوا به بیرون پاشیده می شود. از آنجایی که انتقال مواد فقط در حالت مایع انجام می شود، این فرآیند ذوب و برش لیزر نامیده می شود.

پرتو لیزر با یک گاز برش خنثی با خلوص بالا تطبیق داده می‌شود تا مواد ذوب شده را از روی پوسته دور کند و خود گاز در برش شرکت نمی‌کند. برش ذوب لیزری می تواند سرعت برش بالاتری نسبت به برش گازی شدن داشته باشد. انرژی مورد نیاز برای تبدیل به گاز معمولاً بیشتر از انرژی لازم برای ذوب مواد است. در ذوب و برش لیزر، پرتو لیزر فقط تا حدی جذب می شود. سرعت برش با افزایش توان لیزر افزایش می یابد و با افزایش ضخامت ورق و افزایش دمای ذوب مواد تقریباً برعکس کاهش می یابد. در مورد یک توان لیزر مشخص، عامل محدود کننده فشار هوا در شکاف و هدایت حرارتی ماده است. ذوب و برش لیزری می تواند برش های بدون اکسیداسیون برای مواد آهن و فلزات تیتانیوم ایجاد کند. چگالی توان لیزری که باعث ذوب می شود اما به گاز تبدیل نمی شود برای مواد فولادی بین 104 وات بر سانتی متر مربع و 105 وات بر سانتی متر مربع است.

3. برش ذوب اکسیداسیون (برش شعله لیزر).
برش ذوب معمولاً از گاز بی اثر استفاده می کند. اگر با اکسیژن یا سایر گازهای فعال جایگزین شود، مواد تحت تابش پرتو لیزر مشتعل می‌شوند و یک واکنش شیمیایی شدید با اکسیژن برای تولید منبع گرمایی دیگر برای گرم کردن بیشتر مواد رخ می‌دهد که به آن برش ذوب اکسیداتیو می‌گویند.

با توجه به این اثر، برای فولادهای سازه ای با ضخامت یکسان، سرعت برش قابل دستیابی با این روش بیشتر از برش ذوبی است. از طرفی این روش ممکن است کیفیت برش بدتری نسبت به برش فیوژن داشته باشد. در واقع، سطح پهن تر، زبری آشکار، افزایش ناحیه متاثر از حرارت و کیفیت لبه بدتر را ایجاد می کند. برش شعله لیزری هنگام پردازش مدل های دقیق و گوشه های تیز خوب نیست (خطر سوختن گوشه های تیز وجود دارد). لیزر پالسی می تواند برای محدود کردن تأثیر حرارتی استفاده شود و قدرت لیزر سرعت برش را تعیین می کند. در مورد یک توان لیزر مشخص، عامل محدود کننده تامین اکسیژن و هدایت حرارتی مواد است.

4. برش شکستگی را کنترل کنید.
برای مواد شکننده که به راحتی در اثر حرارت آسیب می بینند، برش با سرعت بالا و قابل کنترل توسط گرمایش پرتو لیزر انجام می شود که به آن برش شکستگی کنترل شده می گویند. محتوای اصلی این فرآیند برش این است: پرتو لیزر ناحیه کوچکی از مواد شکننده را گرم می کند و باعث ایجاد گرادیان حرارتی زیاد و تغییر شکل مکانیکی شدید در این ناحیه می شود و باعث ایجاد ترک در مواد می شود. تا زمانی که یک گرادیان حرارتی یکنواخت حفظ شود، پرتو لیزر می تواند ترک ها را در جهت مورد نظر هدایت کند.
www.chinajema.com