Có thể chia công nghệ cắt laser thành 4 loại khác nhau?

Công nghệ cắt lazecó thể được phân thành bốn loại khác nhau: cắt bay hơi bằng laser, cắt nóng chảy bằng laser, cắt oxy bằng laser, khắc laser và kiểm soát vết nứt. PVD là viết tắt của quá trình lắng đọng vật lý và hơi. Lớp phủ PVD được tạo ra trong điều kiện nhiệt độ tương đối thấp.

1. Trong quy trình cắt bay hơi bằng laser, chùm tia laser mật độ năng lượng cao được sử dụng để làm nóng phôi, khiến nhiệt độ tăng nhanh và đạt điểm sôi của vật liệu trong thời gian rất ngắn, khiến vật liệu bắt đầu bốc hơi và biến thành hơi nước. Khi áp suất hơi vượt quá ứng suất nén tối đa mà vật liệu có thể chịu được thì các vết nứt và đứt sẽ xảy ra. Hơi nước được đẩy ra với tốc độ rất cao và cắt vào vật liệu trong quá trình phun ra. Khi hơi nước trộn với không khí, nó tạo ra áp suất và nhiệt rất lớn. Do nhiệt hóa hơi của vật liệu thường cao nên quá trình cắt hóa hơi bằng laser đòi hỏi nhiều công suất và mật độ công suất. Vì tia laser tạo ra nhiệt độ cao nên kim loại có thể được cắt nhanh chóng với rất ít năng lượng. Công nghệ cắt bay hơi bằng laser chủ yếu được sử dụng để cắt các vật liệu kim loại và phi kim loại rất mỏng, như giấy, vải, gỗ, nhựa và cao su. Công nghệ hóa hơi bằng laser tập trung năng lượng vào một khu vực rất nhỏ và làm nguội nhanh chóng, từ đó đạt được khả năng xử lý một phần hoặc toàn bộ bề mặt của phôi.

2. Sử dụng tia laser cho các hoạt động nấu chảy và cắt. Vì tia laser tạo ra hiệu ứng nhiệt mạnh trong bể nóng chảy nên vật liệu nóng chảy có thể nhanh chóng chuyển đổi từ dạng rắn sang dạng khí. Trong quá trình nấu chảy và cắt bằng laser, vật liệu kim loại sẽ được đốt nóng bằng tia laser đến trạng thái nóng chảy, sau đó các khí không oxy hóa như argon, helium và nitơ sẽ được giải phóng. Dưới sự chiếu xạ của chùm tia laser, một số lượng lớn các lớp khuếch tán nguyên tử được tạo ra trên bề mặt kim loại nóng chảy, khiến nhiệt độ của nó tăng nhanh và ngừng tăng sau khi đạt đến một độ cao nhất định. Bằng cách sử dụng một vòi phun đồng trục với chùm tia để phun, kim loại lỏng có thể bị đẩy ra ngoài dưới áp suất mạnh của khí, từ đó tạo thành một vết rạch. Trong điều kiện công suất laser không đổi, độ nhám bề mặt của phôi giảm dần khi khoảng cách làm việc tăng lên. Công nghệ cắt và nấu chảy bằng laser không yêu cầu kim loại phải bay hơi hoàn toàn và năng lượng cần thiết chỉ bằng 1/10 năng lượng cần thiết để cắt bay hơi.Công nghệ cắt và nấu chảy bằng laserchủ yếu được sử dụng để cắt các vật liệu kim loại không dễ bị oxy hóa hoặc hoạt động, chẳng hạn như thép không gỉ, titan, nhôm và hợp kim của chúng.

3. Nguyên lý làm việc của việc cắt oxy bằng laser tương tự như nguyên lý cắt oxyacetylene. Khi hàn trong không khí, oxy được sử dụng để làm nóng bề mặt phôi cần hàn, làm cho nó nóng chảy và bốc hơi tạo thành bể nóng chảy, sau đó bể nóng chảy được thổi ra ngoài qua vòi phun. Thiết bị sử dụng tia laser làm nguồn nhiệt làm nóng sơ bộ và chọn oxy và các loại khí hoạt động khác làm khí cắt. Trong quá trình cắt, bột kim loại bị bay hơi bằng cách tác dụng một áp suất nhất định lên bề mặt phôi. Một mặt, khí được bơm vào phản ứng hóa học với kim loại đã cắt, dẫn đến quá trình oxy hóa và giải phóng một lượng lớn nhiệt oxy hóa; đồng thời, vật liệu nóng chảy được làm bay hơi bằng cách làm nóng bể nóng chảy và đưa vào khu vực cắt, nhờ đó đạt được sự làm mát nhanh chóng của kim loại. Từ góc độ khác, oxit nóng chảy và tan chảy bị thổi ra khỏi khu vực phản ứng, tạo ra các khoảng trống bên trong kim loại. Do đó, cắt oxy bằng laser có thể thu được bề mặt phôi có chất lượng bề mặt cao. Do phản ứng oxy hóa tạo ra nhiều nhiệt trong quá trình cắt, nên năng lượng cần thiết để cắt oxy bằng laser chỉ bằng một nửa so với cắt nóng chảy, khiến tốc độ cắt vượt xa tốc độ cắt bay hơi và cắt nóng chảy bằng laser. Do đó, khi sử dụng máy cắt oxy bằng laser để gia công kim loại, nó không chỉ có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng mà còn cải thiện năng suất. Công nghệ cắt oxy bằng laser chủ yếu được sử dụng trên các vật liệu kim loại dễ bị oxy hóa như thép cacbon, thép titan và thép đã qua xử lý nhiệt.

4. Kiểm soát vết nứt và khắc laser bằng laser Công nghệ khắc laser sử dụng tia laser mật độ năng lượng cao để quét bề mặt của vật liệu giòn, làm bay hơi các vật liệu này để tạo thành các rãnh mịn và làm cho vật liệu giòn bị nứt dọc theo các rãnh này dưới tác dụng của áp suất riêng. Việc ghi chép bằng laser có thể được thực hiện ở chế độ sóng xung hoặc liên tục hoặc bằng laser có độ rộng xung hẹp. Laser điều biến và laser CO2 là những loại laser phổ biến được sử dụng để khắc laser. Do độ bền gãy thấp của vật liệu giòn,quá trình cắt lasercần cải tiến để nâng cao chất lượng xử lý. Vết nứt có kiểm soát là tạo ra ứng suất nhiệt cục bộ trong vật liệu giòn bằng cách tận dụng sự phân bố nhiệt độ dốc được tạo ra trong quá trình tạo rãnh bằng laser, để vật liệu bị gãy dọc theo các rãnh nhỏ.