Лазерная резка заключается в воздействии лазерного луча на разрезаемый материал, в результате чего материал нагревается, плавится и испаряется, а затем с помощью газа высокого давления расплавленный материал выдувается, образуя отверстие, после чего луч перемещается по материалу, и отверстие непрерывно образует щель.
Обычная технология термической резки, за исключением нескольких случаев, когда она может начинаться с края пластины, в большинстве случаев требует просверливания небольшого отверстия в пластине, а затем резка начинается с небольшого отверстия.
Принцип лазерной перфорации
Основной принцип лазерной перфорации заключается в следующем: когда лазерный луч определенной энергии облучает поверхность металлической пластины, в дополнение к отражению части, энергия, поглощаемая металлом, расплавляет металл, образуя расплавленную ванну металла. Скорость поглощения расплавленного металла относительно поверхности металла увеличивается, то есть он может поглощать больше энергии, ускоряя плавление металла. В это время, правильно контролируя энергию и давление газа, можно удалить расплавленный металл в расплавленной ванне и непрерывно углублять расплавленную ванну, пока металл не будет пронизан.
На практике перфорацию обычно разделяют на два метода: импульсную перфорацию и взрывную перфорацию.
Импульсная перфорация
Принцип импульсной перфорации заключается в использовании импульсного лазера с высокой пиковой мощностью и низким рабочим циклом для облучения разрезаемой пластины, в результате чего небольшое количество материала расплавляется или испаряется и выбрасывается под совместным действием непрерывного удара и вспомогательного газа в перфорированное отверстие, постепенно проникая в пластину.
Время лазерного облучения прерывистое, а средняя используемая энергия относительно низкая, поэтому тепло, поглощаемое всем обработанным материалом, относительно мало. Остаточное тепло вокруг перфорации оказывает меньшее влияние, и остаток, остающийся в месте перфорации, также меньше. Отверстия, перфорированные таким образом, также более регулярны и меньше по размеру, и в основном не оказывают никакого влияния на начальную резку.
Процесс показан на рисунке ниже: После облучения заготовки лазерным лучом поверхность материала сначала нагревается, как показано на (A); по мере того, как нагрев постепенно проникает, он играет роль в перфорации, то есть (B) ~ (C) ~ (D), до окончательного проникновения, показанного на (E). Весь процесс перфорации не завершается за один раз, а непрерывно и постепенно прогрессирует, постепенно проникая, до проникновения. Поэтому время перфорации этим методом относительно велико; однако полученное отверстие меньше и оказывает меньшее тепловое воздействие на окружающую область.
Взрывная перфорация
Принцип взрывной перфорации: непрерывный лазерный луч определенной энергии воздействует на обрабатываемый объект, в результате чего он поглощает большое количество энергии и расплавляется, образуя углубление, а затем вспомогательный газ удаляет расплавленный материал, образуя отверстие для достижения цели быстрого проникновения.
Из-за непрерывного облучения лазером отверстие перфорации при взрыве больше, а брызги сильнее, что не подходит для резки с высокими требованиями к точности.
Весь процесс показан на рисунке выше: фокус устанавливается над поверхностью материала, а отверстие перфорации увеличивается для быстрого нагрева. Хотя этот метод перфорации даст большое количество расплавленного металла и брызг на поверхность обрабатываемого материала, он может значительно сократить время перфорации.
Фактические эффекты двух методов перфорации показаны на рисунке ниже. В большинстве случаев качество импульсной перфорации лучше, чем взрывной перфорации.
