¿Cuál es el principio de la máquina de corte por láser?

1. Corte vaporizado.
En el proceso de corte por gasificación láser, la velocidad de la temperatura de la superficie del material que se eleva hasta la temperatura del punto de ebullición es tan rápida que es suficiente para evitar la fusión causada por la conducción de calor, por lo que parte del material se vaporiza y desaparece, y parte del el material se rocía desde el fondo de la hendidura con gas auxiliar. El flujo desaparece. En este caso, se requiere una potencia láser muy alta.

Para evitar que el vapor del material se condense en la pared de la hendidura, el grosor del material no debe exceder en gran medida el diámetro del rayo láser. Por lo tanto, este proceso solo es adecuado para aplicaciones en las que se debe evitar la eliminación de material fundido. En realidad, este procesamiento solo se usa en áreas donde las aleaciones a base de hierro son muy pequeñas.

Este proceso no se puede utilizar para materiales como la madera y ciertas cerámicas que no están en estado fundido y, por lo tanto, es poco probable que permitan que el vapor del material se vuelva a condensar. Además, estos materiales suelen requerir cortes más gruesos. En el corte por gasificación por láser, el foco del haz depende del grosor del material y de la calidad del haz. La potencia del láser y el calor de vaporización tienen solo una cierta influencia en la posición de enfoque. En el caso de un cierto espesor de la hoja, la velocidad de corte es inversamente proporcional a la temperatura de vaporización del material. La densidad de potencia láser requerida es superior a 108 W / cm2 y depende del material, la profundidad de corte y la posición de enfoque del haz. En el caso de un cierto espesor de hoja, asumiendo suficiente potencia láser, la velocidad de corte está limitada por la velocidad del chorro de gas.

2. Fundir y cortar.
En la fusión y el corte con láser, la pieza de trabajo se funde parcialmente y el material fundido se pulveriza con la ayuda del flujo de aire. Debido a que la transferencia del material solo ocurre en su estado líquido, el proceso se llama fusión y corte por láser.

El rayo láser se combina con un gas de corte inerte de alta pureza para alejar el material fundido de la ranura, y el gas en sí no participa en el corte. El corte por fusión por láser puede obtener una velocidad de corte más alta que el corte por gasificación. La energía necesaria para la gasificación suele ser superior a la energía necesaria para fundir el material. En la fusión y el corte por láser, el rayo láser solo se absorbe parcialmente. La velocidad de corte aumenta con el aumento de la potencia del láser y disminuye casi a la inversa con el aumento del grosor de la hoja y el aumento de la temperatura de fusión del material. En el caso de una determinada potencia láser, el factor limitante es la presión del aire en la rendija y la conductividad térmica del material. La fusión y el corte con láser pueden obtener incisiones libres de oxidación para materiales de hierro y metales de titanio. La densidad de potencia del láser que produce fusión pero no gasificación está entre 104 W / cm2 y 105 W / cm2 para materiales de acero.

3. Corte por fusión por oxidación (corte por llama láser).
El corte por fusión generalmente utiliza gas inerte. Si se reemplaza por oxígeno u otros gases activos, el material se enciende bajo la irradiación de un rayo láser y se produce una reacción química feroz con el oxígeno para generar otra fuente de calor para calentar aún más el material, lo que se denomina corte por fusión oxidativa.

Debido a este efecto, para acero estructural del mismo espesor, la velocidad de corte que se puede obtener por este método es mayor que la del corte por fusión. Por otro lado, este método puede tener una peor calidad de corte en comparación con el corte por fusión. De hecho, producirá un corte más ancho, una aspereza evidente, una mayor zona afectada por el calor y una peor calidad de los bordes. El corte con llama láser no es bueno cuando se procesan modelos de precisión y esquinas afiladas (existe el peligro de quemar las esquinas afiladas). Se puede utilizar un láser pulsado para limitar la influencia térmica y la potencia del láser determina la velocidad de corte. En el caso de una determinada potencia láser, el factor limitante es el suministro de oxígeno y la conductividad térmica del material.

4. Controle el corte por fractura.
Para materiales quebradizos que se dañan fácilmente con el calor, el corte controlable y de alta velocidad se realiza mediante calentamiento por rayo láser, lo que se denomina corte por fractura controlado. El contenido principal de este proceso de corte es: el rayo láser calienta una pequeña zona de material quebradizo, provocando un gran gradiente térmico y una severa deformación mecánica en esta zona, provocando la formación de grietas en el material. Siempre que se mantenga un gradiente de calentamiento uniforme, el rayo láser puede guiar las grietas en la dirección deseada.
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