Diversos mètodes de tall de màquina de tall làser

El tall per làser és un mètode de processament sense contacte amb alta energia i bona controlabilitat de la densitat.El punt làser amb alta densitat d'energia es forma després d'enfocar el feix làser, que té moltes característiques quan s'utilitza en el tall.Hi ha quatre maneres diferents de tall làser per fer front a diferents situacions.

1. Tall de fusió　

En el tall de fusió per làser, el material fos s'expulsa mitjançant un flux d'aire després que la peça de treball es fon localment.Com que la transferència de material només es produeix en estat líquid, aquest procés s'anomena tall de fusió per làser.
El feix làser amb gas de tall inert d'alta puresa fa que el material fos surti de l'escletxa, mentre que el gas en si no participa en el tall.El tall de fusió per làser pot aconseguir una velocitat de tall més alta que el tall de gasificació.L'energia necessària per a la gasificació sol ser superior a l'energia necessària per fondre el material.En el tall de fusió per làser, el raig làser només s'absorbeix parcialment.La velocitat de tall màxima augmenta amb l'augment de la potència del làser i disminueix gairebé a la inversa amb l'augment del gruix de la placa i la temperatura de fusió del material.En el cas d'una determinada potència làser, el factor limitant és la pressió de l'aire a la ranura i la conductivitat tèrmica del material.Per a materials de ferro i titani, el tall de fosa per làser pot obtenir osques sense oxidació.Per als materials d'acer, la densitat de potència del làser és d'entre 104 W / cm2 i 105 W / cm2.

2.Tall per vaporització

En el procés de tall de gasificació per làser, la velocitat de l'augment de la temperatura superficial del material fins a la temperatura del punt d'ebullició és tan ràpida que pot evitar la fusió causada per la conducció de calor, de manera que alguns materials es vaporitzen en vapor i desapareixen, i alguns materials s'allunyen del part inferior de la costura de tall per flux de gas auxiliar com a expulsió.En aquest cas, es requereix una potència làser molt alta.

Per evitar que el vapor del material es condense a la paret de la ranura, el gruix del material no ha de ser molt més gran que el diàmetre del raig làser.Per tant, aquest procés només és adequat per a aplicacions on s'ha d'evitar l'eliminació de materials fosos.De fet, el procés només s'utilitza en un camp d'ús molt reduït dels aliatges a base de ferro.

El procés no es pot utilitzar per a materials com la fusta i algunes ceràmiques, que no estan en estat fos i és poc probable que permetin que el vapor del material es recombini.A més, aquests materials solen haver d'aconseguir un tall més gruixut.En el tall per gasificació per làser, l'enfocament òptim del feix depèn del gruix del material i la qualitat del feix.La potència del làser i la calor de vaporització només tenen un cert efecte sobre la posició focal òptima.La velocitat màxima de tall és inversament proporcional a la temperatura de gasificació del material quan el gruix de la placa està fixat.La densitat de potència del làser requerida és superior a 108 W/cm2 i depèn del material, la profunditat de tall i la posició del focus del feix.En el cas d'un determinat gruix de la placa, suposant que hi ha prou potència del làser, la velocitat màxima de tall està limitada per la velocitat del raig de gas.

3.Tall de fractura controlat

Per als materials fràgils que són fàcils de danyar per la calor, el tall controlable i d'alta velocitat mitjançant escalfament de raig làser s'anomena tall de fractura controlat.El contingut principal d'aquest procés de tall és: el raig làser escalfa una petita àrea de material trencadís, la qual cosa provoca un gran gradient tèrmic i una greu deformació mecànica en aquesta zona, donant lloc a la formació d'esquerdes en el material.Mentre es mantingui el gradient de calefacció uniforme, el raig làser pot guiar la generació d'esquerdes en qualsevol direcció desitjada.

4. Tall de fusió per oxidació (tall amb flama làser)

En general, s'utilitza gas inert per fondre i tallar.Si s'utilitza oxigen o un altre gas actiu, el material s'encendrà sota la irradiació del raig làser i es generarà una altra font de calor a causa de la intensa reacció química amb l'oxigen per escalfar encara més el material, que s'anomena fusió i tall d'oxidació. .

A causa d'aquest efecte, la velocitat de tall de l'acer estructural amb el mateix gruix pot ser superior a la del tall de fusió.D'altra banda, la qualitat de la incisió pot ser pitjor que la del tall de fusió.De fet, produirà escletxes més amples, rugositat òbvia, augment de la zona afectada per la calor i pitjor qualitat de les vores.El tall amb flama làser no és bo per mecanitzar models de precisió i cantonades afilades (hi ha perill de cremar les cantonades afilades).Els làsers en mode de pols es poden utilitzar per limitar els efectes tèrmics i la potència del làser determina la velocitat de tall.En el cas d'una determinada potència làser, el factor limitant és el subministrament d'oxigen i la conductivitat tèrmica del material.