Lazerle metal kesmenin prensibi, lazer ışınını metal malzemenin yüzeyini ışınlamak için bir ısı kaynağı olarak kullanmak, böylece metal malzemenin yüzey sıcaklığının erime (kaynama) noktasına yükselmesine neden olmaktır. Aynı zamanda nozül, malzemeyi eritmek (buharlaştırmak) için lazer ışınının ışınlama yönüne paralel kesme gazını püskürtür. Üfleyin (kesme gazı oksijen gibi aktif bir gaz olduğunda, kesme gazı metal malzemeyle de reaksiyona girerek oksidasyon ısısı sağlayacaktır). Hareket cihazının kontrol edilmesiyle kesme kafası, çeşitli şekillerdeki iş parçalarını kesmek için önceden belirlenmiş bir rota boyunca hareket eder.

Lazer kesim makinesinin metal kesme işlemi sırasında, gelen lazerin güç yoğunluğu farklıdır ve metal malzemenin yüzeyindeki değişiklikler de farklıdır. Genel olarak konuşursak, bir metal malzemenin yüzeyindeki lazer güç yoğunluğu 10MW/cm² mertebesine ulaştığında, metal malzemenin yüzeyi hızla malzemenin kaynama noktasına kadar ısınacak ve güçlü bir şekilde buharlaşarak metal buharına dönüşecektir. Metal bir malzemenin yüzeyindeki lazer güç yoğunluğu 100MW/cm² mertebesini aştığında, zamanla boşaltılamayan metal buharı, lazer enerjisi tarafından yeniden ısıtılarak bir plazma bulutu oluşturulacaktır.

Metal malzemelerin lazerle kesilmesiyle oluşan plazma bulutunun büyük bir kısmı kesme gazı tarafından uçup gidecek, geri kalan küçük kısım ise bir plazma bulutu oluşturacak ve metal kesmeyi etkileyecektir:

1) Plazma bulutu metal malzemenin yüzeyinde kalacak, lazer enerjisinin iletimini engelleyecek ve kesme hızını azaltacaktır.

2) Nozulun altında sıkışan plazma bulutu, yalnızca nozul ile metal malzeme arasındaki kapasitans ortamını değiştirmekle kalmayacak, aynı zamanda nozulu ısıtacak, kapasitans performans parametrelerini etkileyecek, kapasitif yükseklik kontrol cihazının algılama sonuçlarına müdahale edecek ve takip Kontrolün hassasiyeti kesme etkisini etkiler.

Örnek olarak piyasada yaygın olarak kullanılan 2000W lazeri ele alırsak, 100/125 (kolimatör lens odak uzaklığı/odaklama lens odak uzaklığı) kesme kafasıyla kullanıldığında pigtailin çekirdek çapı 40 μm'den az olduğunda ortalama sıfır odakta ışık noktasının güç yoğunluğu 100MW/cm² mertebesine ulaşacaktır, özellikle ince metal plakaları keserken plazma bulutları oluşturmak daha kolaydır.

Bu sorunu çözmek için aşağıdaki kesme işlemi, plazma bulutunun kesme işlemi üzerindeki etkisini etkili bir şekilde azaltabilir:

1. Darbeli kesmeyi benimseyin. Darbeli kesme yöntemi bir yandan lazerin tepe gücünü sağlayabilir, diğer yandan lazerin metal malzeme üzerindeki ışınlama süresini kısaltarak plazma bulutu oluşumunu azaltabilir.

2. Lazer kesim gücünü uygun şekilde azaltın. Diğer koşulları değiştirmeden kesme gücünün azaltılması, odaktaki ortalama güç yoğunluğunu azaltabilir ve plazma bulutlarının oluşumunu azaltabilir. Örneğin, 1 mm paslanmaz çeliği tam güçte ve sıfır odakta kesmek için tek modlu 2000 W lazer kullanıldığında, plazma bulutunun etkisi nedeniyle kesme hızı ideal değildi. Kesme gücü 1800W'a düştüğünde kesme hızı %50 arttı.

3. Kesme yarığını uygun şekilde genişletin. Kesme çentiğinin genişletilmesi, yalnızca plazma bulutunun aşağıya doğru dağılması için daha geniş bir kanal sağlamakla kalmaz, aynı zamanda plazma bulutunun kesme üzerindeki etkisini azaltır, aynı zamanda cürufun çentikten boşaltılmasını hızlandırmaya yardımcı olur ve kesme etkisini artırır.

4. Kesim yüksekliğini uygun şekilde kısaltın. Kesme yüksekliği yalnızca meme ile metal malzemenin yüzeyi arasındaki plazma bulutunun kalınlığını doğrudan belirlemekle kalmaz (mesafe ne kadar kısa olursa, plazma bulutu o kadar ince olur), aynı zamanda kesme memesine ne kadar yakın olursa, kesme basıncı da o kadar yüksek olur. kesme gazı nozulun merkezinden püskürtülür (bkz. şekil 2) Kesme havası basıncındaki artış, plazma bulutunun nozulun altında dağılmasını hızlandırmaya yardımcı olur ve gelen lazerin plazma bulutu tarafından korunmasını azaltır. Bu nedenle kesme kafasının güvenliğini sağlamak adına takip mesafesi ne kadar kısa olursa o kadar iyidir.

5. Uygun bir kesme başlığı kullanın. Uygun bir nozul, nozulun çapını arttırmadan gaz akış hızını artırabilir ve metal plazma bulutlarının dağılımını hızlandırabilir.

6. Kesme kafasına bir yan üfleme cihazı ve bir nozül soğutma cihazı ekleyin. Yan üfleme cihazı, plazma bulutunun bir kısmını üflemek ve plazma bulutunun memenin altında birikmesini azaltmak için kullanılır. Nozül soğutma cihazı, plazma bulutunun nozül üzerindeki termal etkisini azaltabilir ve nozülün kapasitif performans parametrelerini etkilemekten kaçınabilir.

7. Yüksek örnekleme oranlı kapasitif yükseklik ayarlayıcıyı kullanın. Yüksek örnekleme oranlı kapasitif yükseklik kontrolörü yalnızca aşağıdaki doğruluğu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda kapasitans değerindeki değişiklikleri izleyerek nozulun altındaki plazma bulutundaki değişiklikleri de belirler. Takım tezgahı plazma bulutundaki değişiklikleri izleyerek yavaşlama, duraklatma, darbe kesme gibi önlemleri alabilmektedir. Plazma bulutunun kesme üzerindeki etkisini azaltmak için.