Principiul tăierii cu laser a metalului este de a utiliza fasciculul laser ca sursă de căldură pentru a iradia suprafața materialului metalic, determinând ca temperatura de suprafață a materialului metalic să crească până la punctul de topire (fierbere). În același timp, duza pulverizează gaz de tăiere paralel cu direcția de iradiere a fasciculului laser pentru a topi (vaporiza) materialul. Suflați (atunci când gazul de tăiere este un gaz activ, cum ar fi oxigenul, gazul de tăiere va reacționa și cu materialul metalic pentru a furniza căldură de oxidare). Prin controlul dispozitivului de mișcare, capul de tăiere se deplasează de-a lungul unui traseu predeterminat pentru a tăia piese de prelucrat de diferite forme.

În timpul procesului de tăiere a metalului cu mașina de tăiat cu laser, densitatea de putere a laserului incident este diferită, iar modificările de pe suprafața materialului metalic sunt, de asemenea, diferite. În general, când densitatea de putere a laserului pe suprafața unui material metalic atinge ordinul de 10 MW/cm², suprafața materialului metalic se va încălzi rapid până la punctul de fierbere al materialului și se va vaporiza puternic în vapori de metal. Când densitatea de putere a laserului pe suprafața unui material metalic depășește ordinul a 100 MW/cm², vaporii de metal care nu pot fi descărcați în timp vor fi reîncălziți de energia laserului, formând un nor de plasmă.

Majoritatea norului de plasmă generat de tăierea cu laser a materialelor metalice va fi îndepărtat de gazul de tăiere, iar partea mică rămasă va forma un nor de plasmă și va afecta tăierea metalului:

1) Norul de plasmă va rămâne pe suprafața materialului metalic, împiedicând transmiterea energiei laser și reducând viteza de tăiere.

2) Norul de plasmă prins sub duză nu numai că va schimba mediul de capacitate dintre duză și materialul metalic, dar va încălzi și duza, va afecta parametrii de performanță a capacității, va interfera cu rezultatele detectării controlerului capacitiv de înălțime și va reduce urmărire Precizia controlului afectează efectul de tăiere.

Luând drept exemplu laserul de 2000 W utilizat pe scară largă pe piață, dacă este utilizat cu un cap de tăiere 100/125 (distanța focală a lentilei colimatorului/distanța focală a lentilei de focalizare), când diametrul miezului cozii este mai mic de 40 μm, media densitatea de putere a punctului luminos la focalizare zero Va ajunge la ordinul a 100 MW/cm², mai ales la tăierea plăcilor subțiri de metal, este mai ușor să generați nori de plasmă.

Pentru a rezolva această problemă, următorul proces de tăiere poate reduce în mod eficient impactul norului de plasmă asupra procesului de tăiere:

1. Adoptă tăierea pulsului. Metoda de tăiere cu impulsuri poate asigura puterea de vârf a laserului, pe de o parte, și poate scurta timpul de iradiere a laserului pe materialul metalic, pe de altă parte, reducând generarea de nor de plasmă.

2. Reduceți puterea de tăiere cu laser în mod corespunzător. Fără a schimba alte condiții, reducerea puterii de tăiere poate reduce densitatea medie de putere la focalizare și poate reduce generarea de nori de plasmă. De exemplu, când se folosește un laser monomod de 2000 W pentru a tăia oțel inoxidabil de 1 mm la putere maximă și focalizare zero, viteza de tăiere nu a fost ideală din cauza influenței norului de plasmă. Când puterea de tăiere a fost redusă la 1800W, viteza de tăiere a crescut cu 50%.

3. Lărgiți în mod corespunzător fanta de tăiere. Lărgirea tăieturii nu numai că oferă un canal mai larg pentru ca norul de plasmă să se împrăștie în jos, reducând impactul norului de plasmă asupra tăierii, dar ajută și la accelerarea deversării zgurii în tăietură și îmbunătățește efectul de tăiere.

4. Scurtați în mod corespunzător înălțimea de tăiere. Înălțimea de tăiere determină nu numai în mod direct grosimea norului de plasmă dintre duză și suprafața materialului metalic (cu cât distanța este mai mică, cu atât norul de plasmă este mai subțire), dar și cu cât este mai aproape de duza de tăiere, cu atât presiunea este mai mare. gazul de tăiere ejectat din centrul duzei (vezi figura 2) Creșterea presiunii aerului de tăiere ajută la accelerarea dispersării norului de plasmă sub duză și reduce ecranarea laserului incident de către norul de plasmă. Prin urmare, pe premisa asigurării siguranței capului de tăiere, cu cât distanța următoare este mai mică, cu atât mai bine.

5. Folosiți o duză de tăiere adecvată. O duză adecvată poate crește debitul de gaz fără a crește diametrul duzei și poate accelera dispersia norilor de plasmă metalică.

6. Adăugați un dispozitiv de suflare laterală și un dispozitiv de răcire a duzei la capul de tăiere. Dispozitivul de suflare laterală este utilizat pentru a elimina o parte din norul de plasmă și pentru a reduce acumularea de nor de plasmă sub duză. Dispozitivul de răcire a duzei poate reduce impactul termic al norului de plasmă asupra duzei și poate evita afectarea parametrilor de performanță capacitivi ai duzei.

7. Folosiți un reglator capacitiv de înălțime cu frecvență mare de eșantionare. Controlerul capacitiv de înălțime cu frecvență mare de eșantionare poate nu numai să asigure următoarea precizie, ci și să determine modificările norului de plasmă de sub duză prin monitorizarea modificărilor valorii capacității. Prin monitorizarea schimbărilor din norul de plasmă, mașina-uneltă poate lua măsuri precum decelerare, pauză și tăiere cu impulsuri. Pentru a reduce impactul norului de plasmă asupra tăierii.