Hoofdproces van lasersnijmachine

1, Verdamping snijden.
Bij het laservergassing snijproces stijgt de oppervlaktetemperatuur van het materiaal zo snel tot de kookpunttemperatuur dat het voldoende is om smelten door warmtegeleiding te voorkomen, dus een deel van het materiaal verdampt in stoom en verdwijnt, en een deel van het materiaal wordt door de hulpgasstroom als ejecta van de bodem van de spleet weggeblazen. In dit geval is een zeer hoog laservermogen vereist.
Om te voorkomen dat de materiaaldamp condenseert op de spleetwand, mag de dikte van het materiaal de diameter van de laserstraal niet veel overschrijden. De bewerking is daarom alleen geschikt voor toepassingen waarbij het uitsluiten van gesmolten materiaal moet worden vermeden. De bewerking wordt eigenlijk alleen gebruikt in zeer kleine toepassingsgebieden voor legeringen op ijzerbasis.
Het proces kan niet worden gebruikt op materialen, zoals hout en bepaalde keramiek, die geen smelttoestand hebben en daarom waarschijnlijk niet toestaan ​​dat de materiaaldamp opnieuw condenseert. Bovendien moeten deze materialen doorgaans dikkere incisies bereiken. Bij laservergassingsnijden is de optimale bundelfocussering afhankelijk van de materiaaldikte en de bundelkwaliteit. Het laservermogen en de vergassingswarmte hebben slechts een bepaalde invloed op de optimale focuspositie. In het geval van een bepaalde dikte van de plaat is de maximale snijsnelheid omgekeerd evenredig met de vergassingstemperatuur van het materiaal. De vereiste laservermogensdichtheid is groter dan 108 W/cm2 en is afhankelijk van het materiaal, de snijdiepte en de bundelfocuspositie. In het geval van een bepaalde dikte van de plaat, ervan uitgaande dat er voldoende laservermogen is, wordt de maximale snijsnelheid beperkt door de snelheid van de gasstraal.
2. Smelten en snijden.
Bij lasersmeltsnijden wordt het werkstuk gedeeltelijk gesmolten en wordt het gesmolten materiaal met behulp van luchtstroom weggespoten. Omdat de overdracht van het materiaal alleen in vloeibare toestand plaatsvindt, wordt het proces lasersmeltsnijden genoemd.
De laserstraal wordt gecombineerd met een zeer zuiver inert snijgas om het gesmolten materiaal van de spleet weg te duwen, terwijl het gas zelf niet bij het snijden betrokken is. Lasersmeltsnijden kan een hogere snijsnelheid bereiken dan vergassingssnijden. De energie die nodig is voor vergassing is meestal hoger dan die nodig is om het materiaal te smelten. Bij lasersmeltsnijden wordt de laserstraal slechts gedeeltelijk geabsorbeerd. De maximale snijsnelheid neemt toe met de toename van het laservermogen en neemt bijna omgekeerd evenredig af met de toename van de plaatdikte en de smelttemperatuur van het materiaal. In het geval van een bepaald laservermogen is de beperkende factor de luchtdruk bij de spleet en de thermische geleidbaarheid van het materiaal. Lasersmeltsnijden voor ijzermaterialen en titaniummetaal kan worden verkregen zonder oxidatie-incisie. De laservermogensdichtheid die smelten produceert maar minder dan vergassing ligt tussen 104W/cm2 en 105W/cm2 voor staalmaterialen.
3. Oxidatie-smeltsnijden (lasersnijden).
Bij gesmolten snijden wordt doorgaans gebruikgemaakt van inert gas. Als dit gas wordt vervangen door zuurstof of andere actieve gassen, wordt het materiaal ontstoken onder invloed van de laserstraal. De intense chemische reactie met zuurstof produceert een nieuwe warmtebron, waardoor het materiaal verder wordt verhit. Dit wordt oxidatiesmeltsnijden genoemd.
Vanwege dit effect is de snijsnelheid die met deze methode wordt verkregen voor dezelfde dikte constructiestaal hoger dan die van smeltsnijden. Aan de andere kant kan deze methode een slechtere snijkwaliteit hebben dan smeltsnijden. Het produceert in feite een bredere spleet, aanzienlijke ruwheid, een grotere door hitte beïnvloede zone en een slechtere randkwaliteit. Laservlamsnijden is niet goed bij het bewerken van precisiemodellen en scherpe hoeken (er is een risico op het afbranden van scherpe hoeken). Een gepulseerde lasermodus kan worden gebruikt om het thermische effect te beperken en het vermogen van de laser bepaalt de snijsnelheid. In het geval van een bepaald laservermogen is de beperkende factor de zuurstoftoevoer en de thermische geleidbaarheid van het materiaal.
4. Controleer het breuksnijden.
Voor brosse materialen die gemakkelijk beschadigd raken door hitte, wordt hogesnelheids- en controleerbaar snijden door middel van laserstraalverwarming gecontroleerd breuksnijden genoemd. De hoofdinhoud van dit snijproces is: de laserstraal verwarmt een klein gebied van het brosse materiaal, wat een grote thermische gradiënt en ernstige mechanische vervorming in het gebied veroorzaakt, wat resulteert in de vorming van scheuren in het materiaal. Zolang een gebalanceerde verwarmingsgradiënt wordt gehandhaafd, kan de laserstraal de scheur in elke gewenste richting leiden.