Pemotongan penguapan
Di bawah pemanasan sinar laser kepadatan daya tinggi, kecepatan kenaikan suhu permukaan material ke titik didih sangat cepat sehingga cukup untuk menghindari pelelehan yang disebabkan oleh konduksi panas, sehingga sebagian material menguap menjadi uap dan menghilang, dan sebagian material tertiup menjauh dari dasar celah sebagai ejekta oleh aliran gas tambahan. Beberapa material yang tidak dapat dilelehkan, seperti kayu, material karbon, dan beberapa plastik, dipotong dan dibentuk dengan metode pemotongan penguapan ini.
Selama proses pemotongan penguapan, uap mengeluarkan partikel cair dan membersihkan serpihan hingga membentuk lubang. Selama proses penguapan, sekitar 40% material berubah menjadi uap dan menghilang, sementara 60% material terdorong oleh aliran udara dalam bentuk tetesan cair.
Pemotongan peleburan
Ketika kerapatan daya sinar laser yang datang melebihi nilai tertentu, material di dalam titik penyinaran sinar mulai menguap dan membentuk lubang. Setelah lubang kecil ini terbentuk, ia akan menyerap semua energi sinar yang datang sebagai benda hitam. Lubang kecil tersebut dikelilingi oleh dinding logam cair, dan kemudian aliran udara tambahan yang koaksial dengan sinar tersebut membawa material cair di sekitar lubang tersebut. Saat benda kerja bergerak, lubang kecil tersebut bergerak serempak ke arah pemotongan untuk membentuk celah. Sinar laser terus menyinari sepanjang tepi depan celah, dan material cair tertiup menjauh dari celah tersebut secara terus-menerus atau berdenyut.
Oksidasi mencair
Pemotongan peleburan umumnya menggunakan gas inert. Jika diganti dengan oksigen atau gas aktif lainnya, material akan terbakar di bawah penyinaran sinar laser, dan terjadi reaksi kimia hebat dengan oksigen untuk menghasilkan sumber panas lain, yang disebut pemotongan peleburan oksidasi. Uraian spesifiknya adalah sebagai berikut:
⑴ Permukaan material dipanaskan dengan cepat hingga mencapai suhu penyalaan di bawah penyinaran sinar laser, kemudian terjadi reaksi pembakaran hebat dengan oksigen, yang melepaskan sejumlah besar panas. Di bawah aksi panas ini, lubang-lubang kecil berisi uap terbentuk di dalam material, dan lubang-lubang kecil tersebut dikelilingi oleh dinding logam cair.
⑵ Pemindahan material yang terbakar ke dalam terak mengendalikan laju pembakaran oksigen dan logam. Pada saat yang sama, kecepatan oksigen berdifusi melalui terak ke bagian depan penyalaan juga memiliki pengaruh besar pada laju pembakaran. Semakin tinggi laju aliran oksigen, semakin cepat reaksi kimia pembakaran dan pembuangan terak. Tentu saja, semakin tinggi laju aliran oksigen, semakin baik, karena laju aliran yang terlalu cepat akan menyebabkan pendinginan cepat produk reaksi, yaitu oksida logam, di outlet celah, yang juga merugikan kualitas pemotongan.
⑶ Jelas, ada dua sumber panas dalam proses pemotongan peleburan oksidasi, yaitu energi iradiasi laser dan energi panas yang dihasilkan oleh reaksi kimia oksigen dan logam. Diperkirakan bahwa saat memotong baja, panas yang dilepaskan oleh reaksi oksidasi menyumbang sekitar 60% dari total energi yang dibutuhkan untuk pemotongan.
Jelasnya, dibandingkan dengan gas inert, penggunaan oksigen sebagai gas tambahan dapat mencapai kecepatan pemotongan yang lebih tinggi.
⑷ Dalam proses pemotongan peleburan oksidasi dengan dua sumber panas, jika kecepatan pembakaran oksigen lebih tinggi daripada kecepatan gerak sinar laser, celah tampak lebar dan kasar. Jika kecepatan gerak sinar laser lebih cepat daripada kecepatan pembakaran oksigen, celah yang dihasilkan sempit dan halus.
Fraktur terkendali
Untuk material getas yang mudah rusak karena panas, pemotongan berkecepatan tinggi dan terkendali dengan pemanasan sinar laser disebut pemotongan fraktur terkendali. Isi utama dari proses pemotongan ini adalah: sinar laser memanaskan area kecil material getas, menyebabkan gradien termal yang besar dan deformasi mekanis yang parah di area tersebut, sehingga mengakibatkan retakan pada material. Selama gradien pemanasan seimbang, sinar laser dapat mengarahkan retakan agar terbentuk ke arah mana pun yang diinginkan.
Perlu dicatat bahwa pemotongan fraktur terkendali ini tidak cocok untuk memotong sudut tajam dan celah sudut. Pemotongan bentuk tertutup ekstra besar juga tidak mudah berhasil. Kontrol kecepatan pemotongan fraktur dengan cepat, dan jangan gunakan daya yang terlalu tinggi, jika tidak, permukaan benda kerja akan meleleh dan merusak tepi celah. Parameter kendali utamanya adalah daya laser dan ukuran titik.
