آیا فناوری برش لیزری را می توان به چهار دسته مختلف تقسیم کرد؟

تکنولوژی برش لیزریرا می توان به چهار دسته مختلف طبقه بندی کرد: برش تبخیر لیزری، برش ذوب لیزری، برش لیزری اکسیژن، خط زدن لیزر و کنترل شکست. PVD مخفف فرآیند رسوب فیزیکی و بخار است. پوشش‌های PVD در شرایط دمای نسبتاً پایین تولید می‌شوند.

1. در فرآیند برش تبخیر لیزری، از پرتو لیزر با چگالی بالا برای گرم کردن قطعه کار استفاده می شود که باعث می شود دما به سرعت بالا برود و در مدت زمان بسیار کوتاهی به نقطه جوش مواد برسد و باعث شروع مواد شود. تبخیر و تبدیل به بخار می شود. هنگامی که فشار بخار از حداکثر تنش فشاری که ماده می تواند تحمل کند بیشتر شود، ترک و گسیختگی ایجاد می شود. بخار با سرعت بسیار بالایی خارج می شود و در طول فرآیند جهش به مواد بریده می شود. هنگامی که بخار با هوا مخلوط می شود، فشار و گرمای زیادی ایجاد می کند. از آنجایی که گرمای تبخیر مواد معمولا زیاد است، فرآیند برش تبخیر لیزری به توان و چگالی توان زیادی نیاز دارد. از آنجایی که لیزر گرمای شدید تولید می کند، فلزات را می توان به سرعت با انرژی بسیار کم برش داد. فناوری برش تبخیر لیزری عمدتاً برای برش فلزات و مواد غیرفلزی بسیار نازک مانند کاغذ، پارچه، چوب، پلاستیک و لاستیک استفاده می شود. فناوری تبخیر لیزری انرژی را در یک منطقه بسیار کوچک متمرکز می کند و آن را به سرعت خنک می کند و در نتیجه به پردازش سطحی جزئی یا کل قطعه کار می رسد.

2. برای عملیات ذوب و برش از لیزر استفاده کنید. از آنجایی که لیزر یک اثر حرارتی قوی در حوضچه مذاب ایجاد می کند، مواد مذاب را می توان به سرعت از جامد به گاز تبدیل کرد. در طی فرآیند ذوب و برش لیزر، مواد فلزی توسط لیزر به حالت مذاب گرم می شوند و سپس گازهای غیر اکسید کننده مانند آرگون، هلیوم و نیتروژن آزاد می شوند. تحت تابش پرتو لیزر، تعداد زیادی لایه‌های انتشار اتمی بر روی سطح فلز مذاب ایجاد می‌شود که باعث می‌شود دمای آن به سرعت بالا برود و پس از رسیدن به ارتفاع معینی از بالا رفتن متوقف شود. با استفاده از یک نازل کواکسیال با پرتو برای تزریق، فلز مایع را می توان تحت فشار شدید گاز خارج کرد و در نتیجه یک برش ایجاد کرد. در شرایط توان لیزر ثابت، زبری سطح قطعه کار به تدریج با افزایش فاصله کار کاهش می یابد. تکنولوژی ذوب و برش لیزری نیازی به تبخیر کامل فلز ندارد و انرژی مورد نیاز تنها یک دهم انرژی مورد نیاز برای برش تبخیر است.تکنولوژی ذوب و برش لیزریعمدتاً برای برش مواد فلزی که به راحتی اکسید نمی شوند یا فعال هستند مانند فولاد ضد زنگ، تیتانیوم، آلومینیوم و آلیاژهای آنها استفاده می شود.

3. اصل کار برش لیزری اکسیژن مشابه برش اکسی استیلن است. هنگام جوشکاری در هوا، از اکسیژن برای گرم کردن سطح قطعه کار مورد جوشکاری استفاده می شود، به طوری که ذوب شده و تبخیر می شود و حوضچه مذاب را تشکیل می دهد و سپس حوضچه مذاب از طریق نازل به بیرون دمیده می شود. این تجهیزات از لیزر به عنوان منبع گرمای پیش گرم استفاده می کند و اکسیژن و سایر گازهای فعال را به عنوان گازهای برش انتخاب می کند. در طول فرآیند برش، پودر فلز با اعمال فشار معینی به سطح قطعه کار تبخیر می شود. از یک طرف، گاز تزریق شده با فلز بریده شده واکنش شیمیایی می دهد و در نتیجه اکسیده می شود و مقدار زیادی گرمای اکسیداسیون آزاد می شود. در همان زمان، مواد مذاب با گرم کردن حوضچه مذاب تبخیر می‌شوند و به ناحیه برش وارد می‌شوند و در نتیجه به سرد شدن سریع فلز می‌رسند. از منظر دیگر، اکسید مذاب و مذاب از ناحیه واکنش دمیده می شوند و در نتیجه شکاف هایی در داخل فلز ایجاد می شود. بنابراین، برش لیزری اکسیژن می تواند سطح قطعه کار با کیفیت سطح بالا را به دست آورد. از آنجایی که واکنش اکسیداسیون در طول فرآیند برش گرمای زیادی تولید می کند، انرژی مورد نیاز برای برش لیزری اکسیژن تنها نصف انرژی برش مذاب است که باعث می شود سرعت برش بسیار بیشتر از برش لیزری تبخیر و برش مذاب باشد. بنابراین، هنگام استفاده از دستگاه برش لیزری اکسیژن برای پردازش فلز، نه تنها می تواند مصرف انرژی را کاهش دهد بلکه بهره وری را نیز بهبود می بخشد. فناوری برش لیزری اکسیژن عمدتاً در مواد فلزی به راحتی اکسید شده مانند فولاد کربنی، فولاد تیتانیوم و فولاد عملیات حرارتی استفاده می شود.

4. خط زدن و کنترل شکستگی لیزری فناوری خط زدن لیزری از لیزرهای با چگالی بالا برای اسکن سطح مواد شکننده، تبخیر این مواد برای تشکیل شیارهای ظریف و ایجاد ترک خوردگی مواد شکننده در امتداد این شیارها تحت اعمال فشار خاص استفاده می‌کند. خط نویسی لیزری را می توان در حالت پالس یا موج پیوسته یا با لیزرهای با عرض پالس باریک انجام داد. لیزرهای مدوله شده و لیزرهای CO2 انواع رایج لیزرهایی هستند که برای اسکریپ لیزری استفاده می شوند. به دلیل چقرمگی شکست کم مواد شکننده،فرآیند برش لیزریبرای بهبود کیفیت پردازش باید بهبود یابد. شکست کنترل شده برای ایجاد تنش حرارتی موضعی در مواد شکننده با استفاده از توزیع دمای تند ایجاد شده در طی فرآیند شیارکاری لیزری است، به طوری که مواد در امتداد شیارهای کوچک می شکند.