Coupe à l'état fondu
La découpe par fusion consiste à chauffer la matière avec un faisceau laser incident. Lorsque la densité de puissance du faisceau laser dépasse une certaine valeur, la partie irradiée du matériau commence à s'évaporer à l'intérieur, formant ainsi de petits trous. De tels trous absorberont davantage l'énergie du faisceau laser et feront fondre la paroi métallique qui les protège. Dans le même temps, le flux d'air auxiliaire coaxial au faisceau évacue la matière fondue autour du trou. Avec le mouvement de la pièce, une fente peut être découpée sur la surface métallique.
Découpe par vaporisation
La découpe par vaporisation nécessite une puissance de faisceau laser plus élevée que la découpe par fusion. Sous l'irradiation d'un tel faisceau, le matériau découpé peut atteindre directement le point d'ébullition sans fondre. De cette façon, le matériau peut disparaître à l'état de vapeur, et la vapeur emporte les particules fondues et les débris de décapage, formant ainsi des trous. Au cours du processus de vaporisation, environ 40% des matériaux disparaissent sous forme de vapeur, tandis que 60% supplémentaires des matériaux sont chassés par le flux d'air sous forme de gouttelettes, qui seront expulsées du fond de la fente sous forme d'éjecta. Au cours du processus de traitement, vous pouvez rencontrer de nombreux matériaux qui ne peuvent pas être fondus, tels que le bois et les matériaux en carbone, qui peuvent être traités par ce processus de coupe.
Fusion oxydative
La coupe par fusion utilise des gaz actifs tels que l'oxygène comme flux de gaz auxiliaire. Lors de la découpe, la surface du matériau est chauffée à la température d'allumage sous l'irradiation du faisceau laser, puis une réaction de combustion féroce se produit avec l'oxygène et une grande quantité de chaleur est libérée. Cette chaleur chauffera le matériau pour former un petit trou rempli de vapeur à l'intérieur et fera fondre la paroi métallique entourant le petit trou.
La vitesse de combustion du métal dans l'oxygène est contrôlée par le transfert des substances de combustion dans les scories, car la vitesse de diffusion de l'oxygène à travers les scories jusqu'au front d'allumage déterminera directement la vitesse de combustion. Plus le débit d'oxygène est élevé, plus la réaction de combustion est intense. Dans le même temps, plus le laitier est éliminé rapidement et plus la vitesse de coupe peut être élevée. Bien entendu, plus le débit d'oxygène est élevé, mieux c'est, car un débit trop rapide peut conduire à un refroidissement rapide du produit de réaction en sortie de fente, c'est-à-dire de l'oxyde métallique, ce qui est très préjudiciable à la qualité de coupe.
Dans ce processus de découpe, il existe deux sources de chaleur pour la fusion du métal, l'une est la chaleur générée par l'irradiation laser et l'autre est la chaleur générée par la réaction chimique entre l'oxygène et le métal. On estime que lors de la coupe de matériaux en acier, la chaleur dégagée par la réaction d'oxydation représente environ 60 % de l'énergie totale requise pour la coupe. Par conséquent, la vitesse de combustion de l'oxygène et la vitesse de déplacement du faisceau laser doivent être calculées avec précision pour obtenir une correspondance parfaite. Si la vitesse de combustion de l'oxygène est supérieure à la vitesse de déplacement du faisceau laser, la fente apparaît large et rugueuse. Si le faisceau laser se déplace plus vite que la vitesse de combustion de l'oxygène, la fente résultante est étroite et lisse.
Fracture de contrôle
Le contrôle de rupture consiste à couper le matériau à grande vitesse et contrôlable par chauffage avec un faisceau laser. Ce processus est très efficace pour les matériaux fragiles qui sont facilement endommagés par la chaleur. Le processus spécifique est le suivant : chauffer une petite zone de matériau fragile avec un faisceau laser, provoquant un grand gradient thermique et une déformation mécanique importante dans la zone, entraînant la formation de fissures dans le matériau. Tant que le gradient de chauffage uniforme est maintenu, le faisceau laser peut guider la fissure dans n'importe quelle direction souhaitée.
Il convient de noter que cette coupe à fracture contrôlée ne convient pas à la coupe d'angles aigus et d'arêtes d'angle. Il n'est pas facile de réussir à découper de très grandes formes fermées. Contrôlez la vitesse de coupe de la fracture et n'avez pas besoin d'une puissance trop élevée, sinon la surface de la pièce fondra et endommagera le tranchant. Les principaux paramètres de contrôle sont la puissance du laser et la taille du spot.