1、融化(hua)切(qie)割
在(zai)(zai)激(ji)(ji)光熔化(hua)切割中,工(gong)件被(bei)局部熔化(hua)后(hou)借助氣流把熔化(hua)的(de)材(cai)料(liao)噴(pen)射出去。因(yin)為材(cai)料(liao)的(de)轉移只發生(sheng)在(zai)(zai)其(qi)液態情況下,所以該過程被(bei)稱(cheng)作激(ji)(ji)光熔化(hua)切割。激(ji)(ji)光熔化(hua)切割時,當然是將材(cai)質加熱到一定(ding)的(de)溫度下熔化(hua),然后(hou)通過與光束同(tong)軸的(de)噴(pen)嘴噴(pen)吹非氧化(hua)性氣體,利(li)用氣體的(de)壓力使液態金(jin)屬排出,形成(cheng)切口。激(ji)(ji)光熔化(hua)切割所需(xu)能量只有汽化(hua)切割的(de)1/10,不需(xu)要使金(jin)屬完全汽化(hua)。激(ji)(ji)光熔化(hua)切割對于(yu)鐵制(zhi)材(cai)料(liao)和(he)鈦金(jin)屬可以得到無氧化(hua)切口。產生(sheng)熔化(hua)但不到氣化(hua)的(de)激(ji)(ji)光功(gong)率(lv)密度,對于(yu)鋼材(cai)料(liao)來說,在(zai)(zai) 104W/cm2~105 W/cm2 之(zhi)間。
2、汽化切(qie)割
激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)汽化切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)過程中,利用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)能量高(gao)密(mi)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)對工件進行(xing)加熱,使溫度(du)(du)(du)(du)上(shang)升,并(bing)且在很短的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間內讓材(cai)(cai)(cai)質(zhi)汽化成(cheng)蒸(zheng)汽,當這(zhe)些蒸(zheng)汽噴出的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候就會在材(cai)(cai)(cai)料(liao)上(shang)形(xing)成(cheng)一(yi)道切(qie)(qie)口,這(zhe)樣就達成(cheng)了(le)(le)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)效果。但是一(yi)般材(cai)(cai)(cai)料(liao)汽化的(de)(de)(de)(de)(de)熱很大(da),所以材(cai)(cai)(cai)料(liao)表面溫度(du)(du)(du)(du)升至沸(fei)點溫度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)(du)(du)(du)是如(ru)此之快,足以避免熱傳導造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)化,于(yu)(yu)是部(bu)分(fen)材(cai)(cai)(cai)料(liao)汽化成(cheng)蒸(zheng)汽消失,部(bu)分(fen)材(cai)(cai)(cai)料(liao)作為(wei)噴出物從切(qie)(qie)縫(feng)底部(bu)被(bei)輔助(zhu)氣(qi)體流(liu)吹(chui)走。此情(qing)況下需要(yao)非常高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)功率(lv)。為(wei)了(le)(le)防止材(cai)(cai)(cai)料(liao)蒸(zheng)氣(qi)冷凝到割(ge)(ge)(ge)縫(feng)壁上(shang),材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)一(yi)定不(bu)要(yao)大(da)大(da)超過激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)直徑。該加工因而只適合(he)于(yu)(yu)應用(yong)在需要(yao)避免有熔(rong)化材(cai)(cai)(cai)料(liao)排(pai)除的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)汽化切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)一(yi)般有薄金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)和非金屬材(cai)(cai)(cai)料(liao)。在板(ban)材(cai)(cai)(cai)厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)速度(du)(du)(du)(du)反比于(yu)(yu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)化溫度(du)(du)(du)(du)。所需的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)功率(lv)密(mi)度(du)(du)(du)(du)要(yao)大(da)于(yu)(yu)108W/cm2,并(bing)且取(qu)決(jue)于(yu)(yu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)、切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)深度(du)(du)(du)(du)和光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)焦點位置。在板(ban)材(cai)(cai)(cai)厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,假設(she)有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)功率(lv),切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)速度(du)(du)(du)(du)受到氣(qi)體射流(liu)速度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)限制(zhi)。
3、控制斷裂切(qie)割
對于容易受熱(re)破(po)壞的脆性材(cai)(cai)料(liao),通過激(ji)(ji)光束(shu)加熱(re)進行(xing)高速、可(ke)控的切斷,稱為控制斷裂切割(ge)。這種切割(ge)過程主要(yao)(yao)內容是:激(ji)(ji)光束(shu)加熱(re)脆性材(cai)(cai)料(liao)小塊區(qu)域,引起該區(qu)域大的熱(re)梯度和嚴(yan)重的機械變形,導致材(cai)(cai)料(liao)形成裂縫。只要(yao)(yao)保(bao)持均衡(heng)的加熱(re)梯度,激(ji)(ji)光束(shu)可(ke)引導裂縫在任何(he)需要(yao)(yao)的方向產生。這種切割(ge)一(yi)般使(shi)用的材(cai)(cai)質(zhi)是脆性材(cai)(cai)料(liao)。
4、氧化熔化切割(ge)(激光火焰切割(ge))
熔化切(qie)割(ge)(ge)一般(ban)使用惰性氣(qi)體,如果代之(zhi)以氧(yang)氣(qi)或其它活性氣(qi)體,材(cai)料在(zai)激光(guang)束的(de)(de)(de)(de)照射下被點燃,與氧(yang)氣(qi)發生激烈的(de)(de)(de)(de)化學反(fan)應(ying)而產生另(ling)一熱源(yuan),使材(cai)料進一步加熱,稱(cheng)為氧(yang)化熔化切(qie)割(ge)(ge)。由于此(ci)效應(ying),對于相(xiang)(xiang)同厚度的(de)(de)(de)(de)結構鋼,采(cai)用該方(fang)(fang)法(fa)可(ke)得(de)到的(de)(de)(de)(de)切(qie)割(ge)(ge)速率(lv)比(bi)熔化切(qie)割(ge)(ge)要高。另(ling)一方(fang)(fang)面(mian),該方(fang)(fang)法(fa)和熔化切(qie)割(ge)(ge)相(xiang)(xiang)比(bi)可(ke)能切(qie)口質(zhi)量(liang)(liang)更差。實(shi)際上它會生成更寬的(de)(de)(de)(de)割(ge)(ge)縫(feng)、明顯的(de)(de)(de)(de)粗(cu)糙度、增加的(de)(de)(de)(de)熱影響區和更差的(de)(de)(de)(de)邊緣質(zhi)量(liang)(liang)。激光(guang)火焰切(qie)割(ge)(ge)在(zai)加工模型和尖角(jiao)時是不(bu)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(有燒掉尖角(jiao)的(de)(de)(de)(de)危(wei)險)。