용융 절단
용융 절단은 입사 레이저 빔으로 재료를 가열하는 것입니다. 레이저 빔의 출력 밀도가 특정 값을 초과하면 재료의 조사된 부분이 내부에서 증발하기 시작하여 작은 구멍이 형성됩니다. 이러한 구멍은 레이저 빔의 에너지를 추가로 흡수하고 이를 보호하는 금속 벽을 녹입니다. 동시에 빔과 동축인 보조 공기 흐름이 구멍 주변의 용융된 재료를 제거합니다. 공작물의 움직임에 따라 금속 표면에 슬릿을 절단할 수 있습니다.
기화 절단
기화 절단은 용융 절단보다 더 높은 레이저 빔 출력이 필요합니다. 이러한 빔의 조사 하에서 절단된 재료는 녹지 않고 끓는점에 직접 도달할 수 있습니다. 이런 식으로 재료는 증기 상태에서 사라질 수 있으며 증기는 용융 입자와 정련 파편을 운반하여 구멍을 형성합니다. 기화 과정에서 물질의 약 40%는 증기로 사라지고 나머지 60%는 기류에 의해 물방울 형태로 밀려나 슬릿 바닥에서 분출물로 날아갑니다. 가공 과정에서 이 절단 공정으로 가공할 수 있는 목재 및 탄소 재료와 같이 녹일 수 없는 많은 재료를 만날 수 있습니다.
산화 용융
용융 절단은 산소와 같은 활성 가스를 보조 가스 흐름으로 사용합니다. 절단 시 레이저 빔 조사에 의해 소재 표면이 발화점까지 가열된 후 산소와 함께 격렬한 연소 반응이 일어나 다량의 열을 방출한다. 이 열은 재료를 가열하여 내부에 증기로 채워진 작은 구멍을 형성하고 작은 구멍을 둘러싼 금속 벽을 녹입니다.
산소에서 금속의 연소 속도는 슬래그로의 연소 물질의 전달에 의해 제어되는데, 이는 슬래그를 통해 발화 전면으로 산소가 확산되는 속도가 연소 속도를 직접 결정하기 때문입니다. 산소 유속이 높을수록 연소 반응이 더 강해집니다. 동시에 슬래그가 더 빨리 제거되고 더 높은 절단 속도를 얻을 수 있습니다. 물론, 산소 유속이 높을수록 더 좋은데, 유속이 너무 빠르면 슬릿 출구에서 반응 생성물, 즉 금속 산화물이 급속히 냉각되어 절단 품질에 매우 해로울 수 있기 때문입니다.
이 절단 공정에서 금속을 녹이는 두 가지 열원이 있는데 하나는 레이저 조사에 의해 발생하는 열이고 다른 하나는 산소와 금속 사이의 화학 반응에 의해 발생하는 열입니다. 강재를 절단할 때 산화 반응에 의해 방출되는 열이 전체 절단에 필요한 에너지의 약 60%를 차지하는 것으로 추정됩니다. 따라서 산소의 연소 속도와 레이저 빔의 이동 속도를 정확하게 계산해야 완벽한 일치를 이룰 수 있습니다. 산소의 연소 속도가 레이저 빔의 이동 속도보다 빠르면 슬릿이 넓고 거칠게 보입니다. 레이저 빔이 산소의 연소 속도보다 빠르게 이동하면 슬릿이 좁고 매끄러워집니다.
제어 골절
파단 제어는 재료를 고속으로 절단하는 것으로 레이저 빔으로 가열하여 제어할 수 있습니다. 이 공정은 열에 의해 쉽게 손상되기 쉬운 취성 재료에 매우 효과적입니다. 구체적인 프로세스는 다음과 같습니다. 취성 재료의 작은 영역을 레이저 빔으로 가열하여 해당 영역에서 큰 열 구배와 심각한 기계적 변형을 일으켜 재료에 균열이 형성됩니다. 균일한 가열 구배가 유지되는 한 레이저 빔은 균열을 원하는 방향으로 안내할 수 있습니다.
이 제어된 파단 절단은 예각 및 모서리 모서리 절단에 적합하지 않다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 초대형 폐쇄형 절단에 성공하기란 쉽지 않다. 파단 절단 속도를 제어하고 너무 높은 전력이 필요하지 않습니다. 그렇지 않으면 공작물 표면이 녹아 절단면이 손상됩니다. 주요 제어 매개변수는 레이저 출력과 스폿 크기입니다.