Proces lehkého řezání se dělí na:
1. Řezání odpařováním:
Při ohřevu laserovým paprskem s vysokou hustotou výkonu se povrchová teplota materiálu rychle zvýší na bod varu, což je dostatečné k tomu, aby se zabránilo tavení způsobenému vedením tepla. V důsledku toho se část materiálu odpaří na páru a zmizí, zatímco jiná část je odfouknuta jako výměšky ze spodní části řezného švu pomocným proudem plynu.
2. Řezání tavením:
Když hustota výkonu dopadajícího laserového paprsku překročí určitou hodnotu, materiál uvnitř bodu ozařování paprskem se začne odpařovat a vytvářet otvory. Jakmile se tento malý otvor vytvoří, bude fungovat jako černé těleso, které absorbuje veškerou energii dopadajícího paprsku. Malý otvor je obklopen stěnou roztaveného kovu a poté pomocný proud vzduchu souosý s paprskem unáší roztavený materiál kolem otvoru. Jak se obrobek pohybuje, malý otvor se synchronně pohybuje horizontálně ve směru řezání a vytváří řezný šev. Laserový paprsek nadále svítí podél přední hrany tohoto švu a roztavený materiál je kontinuálně nebo pulzně odfoukáván zevnitř švu.
3. Řezání oxidačním tavením:
Tavné řezání se obecně provádí pomocí inertních plynů. Pokud se místo toho použije kyslík nebo jiné aktivní plyny, materiál se zapálí pod vlivem laserového paprsku a dochází k prudké chemické reakci s kyslíkem, která vytváří další zdroj tepla, což se nazývá oxidační tavné řezání. Konkrétní popis je následující:
(1) Povrch materiálu se ozařováním laserovým paprskem rychle zahřeje na teplotu vznícení a poté probíhá intenzivní reakce spalování s kyslíkem, přičemž se uvolňuje velké množství tepla. Působením tohoto tepla se uvnitř materiálu vytvářejí malé otvory vyplněné párou, obklopené stěnami z roztaveného kovu.
(2) Přenos spalin do strusky řídí rychlost spalování kyslíku a kovu, zatímco rychlost, s jakou kyslík difunduje struskou k dosažení čela zapálení, má také významný vliv na rychlost spalování. Čím vyšší je průtok kyslíku, tím rychlejší je chemická reakce spalování a rychlost odstraňování strusky. Samozřejmě, čím vyšší je průtok kyslíku, tím lépe, protože příliš rychlý průtok může způsobit rychlé ochlazování reakčních produktů, zejména oxidů kovů, na výstupu z řezného švu, což je také negativní pro kvalitu řezu.
(3) Je zřejmé, že v procesu oxidačního tavení existují dva zdroje tepla, a to energie laserového záření a tepelná energie generovaná chemickou reakcí mezi kyslíkem a kovem. Odhaduje se, že teplo uvolněné oxidační reakcí během řezání oceli představuje přibližně 60 % celkové energie potřebné k řezání. Je zřejmé, že použití kyslíku jako pomocného plynu může dosáhnout vyšších řezných rychlostí ve srovnání s inertními plyny.
(4) V procesu oxidačního tavení se dvěma zdroji tepla, pokud je rychlost spalování kyslíku vyšší než rychlost pohybu laserového paprsku, řezný šev se jeví široký a drsný. Pokud je rychlost pohybu laserového paprsku vyšší než rychlost spalování kyslíku, výsledná štěrbina bude úzká a hladká. [1]
4. Řízení lomu:
U křehkých materiálů, které jsou náchylné k tepelnému poškození, se vysokorychlostní a kontrolovatelné řezání laserovým ohřevem nazývá řízené lomové řezání. Hlavním obsahem tohoto řezacího procesu je ohřev malé oblasti křehkého materiálu laserovým paprskem, což způsobuje velký tepelný gradient a silnou mechanickou deformaci v této oblasti, což má za následek vznik trhlin v materiálu. Pokud je udržován vyvážený tepelný gradient, může laserový paprsek vést trhliny k jejich vzniku v libovolném požadovaném směru.
Čas zveřejnění: 9. září 2025