Postopek lahkega rezanja je razdeljen na:
1. Rezanje z uparjanjem:
Pri segrevanju z laserskim žarkom visoke gostote moči se površinska temperatura materiala hitro dvigne na vrelišče, kar je dovolj, da se prepreči taljenje zaradi toplotne prevodnosti. Posledično se del materiala upari v paro in izgine, drugi del pa se s pomočjo pomožnega plinskega toka odpihne kot izmet z dna rezalnega šiva.
2. Taljenje rezanja:
Ko gostota moči vpadnega laserskega žarka preseže določeno vrednost, začne material znotraj točke obsevanja žarka izhlapevati in tvoriti luknje. Ko se ta majhna luknja oblikuje, deluje kot črno telo, ki absorbira vso energijo vpadnega žarka. Majhno luknjo obdaja stena staljene kovine, nato pa pomožni pretok zraka, ki je soosno s žarkom, odnaša staljeni material okoli luknje. Ko se obdelovanec premika, se majhna luknja sinhrono premika vodoravno v smeri rezanja in tvori rezalni šiv. Laserski žarek še naprej sveti vzdolž sprednjega roba tega šiva, staljeni material pa se neprekinjeno ali pulzirajoče odpihuje iz notranjosti šiva.
3. Oksidacijsko taljenje z rezanjem:
Taljenje pri rezanju običajno uporablja inertne pline. Če se namesto tega uporabi kisik ali drugi aktivni plini, se material pod obsevanjem laserskega žarka vžge in pride do burne kemične reakcije s kisikom, ki ustvari drug vir toplote, kar imenujemo oksidacijsko taljenje. Podroben opis je naslednji:
(1) Površina materiala se pod obsevanjem laserskega žarka hitro segreje na temperaturo vžiga, nato pa pride do intenzivnih reakcij zgorevanja s kisikom, pri čemer se sprosti velika količina toplote. Pod vplivom te toplote se v materialu oblikujejo majhne luknje, napolnjene s paro, obdane s stenami staljene kovine.
(2) Prenos zgorevalnih snovi v žlindro nadzoruje hitrost zgorevanja kisika in kovine, medtem ko ima hitrost, s katero kisik difundira skozi žlindro, da doseže fronto vžiga, prav tako pomemben vpliv na hitrost zgorevanja. Višji kot je pretok kisika, hitrejša je kemijska reakcija zgorevanja in hitrost odstranjevanja žlindre. Seveda, višji kot je pretok kisika, tem bolje, saj lahko prehiter pretok povzroči hitro ohlajanje reakcijskih produktov, in sicer kovinskih oksidov, na izhodu iz rezalnega šiva, kar prav tako škoduje kakovosti rezanja.
(3) Očitno sta v procesu oksidacijskega taljenja prisotna dva vira toplote, in sicer energija laserskega sevanja in toplotna energija, ki nastane pri kemični reakciji med kisikom in kovino. Ocenjuje se, da toplota, ki se sprosti pri oksidacijski reakciji med rezanjem jekla, predstavlja približno 60 % celotne energije, potrebne za rezanje. Očitno je, da lahko z uporabo kisika kot pomožnega plina dosežemo višje hitrosti rezanja v primerjavi z inertnimi plini.
(4) Pri postopku oksidacijskega taljenja z dvema vira toplote, če je hitrost zgorevanja kisika višja od hitrosti gibanja laserskega žarka, je rezalni šiv širok in hrapav. Če je hitrost gibanja laserskega žarka višja od hitrosti zgorevanja kisika, bo nastala reža ozka in gladka. [1]
4. Rezanje kontrolnega zloma:
Za krhke materiale, ki so nagnjeni k toplotnim poškodbam, se visokohitrostno in nadzorovano rezanje z laserskim segrevanjem imenuje nadzorovano lomno rezanje. Glavna vsebina tega postopka rezanja je segrevanje majhnega območja krhkega materiala z laserskim žarkom, kar povzroči velik toplotni gradient in hude mehanske deformacije na tem območju, kar povzroči nastanek razpok v materialu. Dokler se ohranja uravnotežen toplotni gradient, lahko laserski žarek usmerja nastanek razpok v katero koli želeno smer.
Čas objave: 9. september 2025