A könnyűvágási folyamat a következőkre oszlik:
1. Gőzöléses vágás:
Nagy teljesítményű, sűrűségű lézersugár hevítése alatt az anyag felületi hőmérséklete gyorsan eléri a forráspontot, ami elegendő a hővezetés okozta olvadás elkerüléséhez. Ennek eredményeként az anyag egy része gőzzé párolog és eltűnik, míg másokat egy kiegészítő gázáram a vágási varrat aljáról kilökődő anyagként elfúj.
2. Olvasztásos vágás:
Amikor a beeső lézersugár teljesítménysűrűsége meghalad egy bizonyos értéket, a sugár besugárzási pontján belüli anyag elkezd párologni, lyukakat képezve. Miután ez a kis lyuk kialakult, fekete testként elnyeli a beeső sugár összes energiáját. A kis lyukat egy olvadt fémfal veszi körül, majd egy a sugárral koaxiális kiegészítő légáram elszállítja az olvadt anyagot a lyuk körül. Ahogy a munkadarab mozog, a kis lyuk szinkronban vízszintesen mozog a vágási irányban, vágóvarratot képezve. A lézersugár továbbra is a varrat elülső széle mentén világít, és az olvadt anyagot folyamatosan vagy pulzálóan fújja el a varrat belsejéből.
3. Oxidációs olvasztásos vágás:
Az olvadékvágás általában inert gázokat használ. Ha oxigént vagy más aktív gázokat használnak, az anyagot lézersugár besugárzása alatt meggyújtják, és heves kémiai reakció játszódik le az oxigénnel, ami egy újabb hőforrást hoz létre, ezt oxidációs olvadékvágásnak nevezik. A pontos leírás a következő:
(1) Az anyag felülete lézersugár besugárzása alatt gyorsan felmelegszik a gyulladási hőmérsékletre, majd intenzív égési reakciókon megy keresztül oxigénnel, nagy mennyiségű hő szabadul fel. E hő hatására gőzzel teli apró lyukak keletkeznek az anyag belsejében, amelyeket olvadt fémfalak vesznek körül.
(2) Az égés során keletkező anyagok salakba történő átvitele szabályozza az oxigén és a fém égési sebességét, míg az oxigén salakon keresztüli diffundálásának sebessége a gyújtási front eléréséhez szintén jelentős hatással van az égési sebességre. Minél nagyobb az oxigén áramlási sebessége, annál gyorsabb az égés során bekövetkező kémiai reakció és a salakleválasztás sebessége. Természetesen minél nagyobb az oxigén áramlási sebessége, annál jobb, mert a túl gyors áramlási sebesség a reakciótermékek, nevezetesen a fémoxidok gyors lehűlését okozhatja a vágóvarrat kilépő részén, ami szintén káros a vágási minőségre.
(3) Az oxidációs olvadékvágás folyamatában nyilvánvalóan két hőforrás játszik szerepet, nevezetesen a lézersugárzás energiája és az oxigén és a fém közötti kémiai reakció által keletkező hőenergia. Becslések szerint az acélvágás során oxidációs reakció során felszabaduló hő a vágáshoz szükséges teljes energia mintegy 60%-át teszi ki. Nyilvánvaló, hogy oxigén segédgázként való használatával nagyobb vágási sebesség érhető el az inert gázokhoz képest.
(4) A két hőforrással végzett oxidációs olvasztási vágási eljárás során, ha az oxigén égési sebessége nagyobb, mint a lézersugár mozgási sebessége, a vágási varrat széles és érdes lesz. Ha a lézersugár mozgási sebessége gyorsabb, mint az oxigén égési sebessége, a kapott rés keskeny és sima lesz. [1]
4. A törésvágás szabályozása:
A hőkárosodásra hajlamos, törékeny anyagok esetében a lézersugaras melegítéssel végzett nagysebességű és szabályozható vágást szabályozott törésvágásnak nevezzük. Ennek a vágási folyamatnak a lényege, hogy a törékeny anyag egy kis területét lézersugárral hevítik, ami nagy hőgradienst és súlyos mechanikai deformációt okoz ezen a területen, ami repedések kialakulásához vezet az anyagban. Amíg a fűtési gradiens kiegyensúlyozott, a lézersugár a repedéseket bármilyen kívánt irányba tudja terelni.
Közzététel ideje: 2025. szeptember 9.
