Teknologi pemotongan laser karbondioksida telah banyak digunakan dalam produksi industri China, dan masih memiliki potensi besar di bidang teknologi pemotongan kecepatan tinggi dan pelat baja tebal.Proses pemotongan laser terutama mencakup pemotongan fusi, pemotongan penguapan, peleburan oksidasi, dan fraktur kontrol.Mari kita bahas prinsip dan karakteristik masing-masing dari empat proses tersebut.
Pemotongan meleleh
Pemotongan fusi digunakan untuk memanaskan material dengan sinar laser insiden.Ketika kerapatan daya sinar laser melebihi nilai tertentu, bagian material yang diradiasi akan mulai menguap secara internal, sehingga membentuk lubang yang sangat kecil.Lubang semacam itu selanjutnya menyerap energi laser, melelehkan dinding logam yang dijaganya.Pada saat yang sama, aliran udara tambahan yang sejalan dengan balok membawa bahan cair di sekitar lubang.Saat benda kerja bergerak, celah dapat dipotong di permukaan logam.
Pemotongan penguapan
Pemotongan penguapan membutuhkan daya sinar laser yang lebih tinggi daripada pemotongan fusi.Di bawah balok seperti itu, material yang dipotong dapat mencapai titik didih secara langsung tanpa meleleh.Dengan cara ini, material dapat hilang dalam keadaan uap, yang membawa partikel yang meleleh dan mengikis kotoran untuk membentuk pori-pori.Selama penguapan, sekitar 40 persen material hilang sebagai uap, sementara 60 persen lainnya dihilangkan oleh aliran udara dalam bentuk tetesan, yang kemudian dihembuskan dari dasar celah sebagai ejecta.Dalam proses pengolahannya, mungkin banyak dijumpai material yang tidak meleleh, seperti material kayu dan karbon, bisa diolah melalui proses pemotongan ini.
Oksidasi meleleh
Pemotongan fusi dilakukan dengan menggunakan gas reaktif seperti oksigen sebagai aliran bantu.Saat memotong, permukaan material dipanaskan hingga suhu titik penyalaan di bawah iradiasi sinar laser, dan kemudian terjadi reaksi pembakaran yang intens dengan oksigen, dan sejumlah besar panas dilepaskan.Panas ini memanaskan material untuk membuat lubang kecil berisi uap di dalamnya dan melelehkan dinding logam yang mengelilingi lubang.
Laju pembakaran logam dalam oksigen dikendalikan oleh perpindahan bahan pembakaran menjadi terak, karena laju pembakaran ditentukan secara langsung oleh seberapa cepat oksigen berdifusi melalui terak ke depan penyalaan.Semakin tinggi laju aliran oksigen, semakin intens reaksi pembakaran, dan semakin cepat pembuangan terak, semakin tinggi kecepatan pemotongan yang dapat dicapai.Tentu saja, semakin tinggi laju aliran oksigen, semakin baik, karena laju aliran yang terlalu cepat dapat menyebabkan pendinginan cepat produk reaksi pada celah outlet, yaitu oksida logam, yang sangat buruk untuk kualitas pemotongan.
Dalam proses pemotongan ini, logam dilebur dengan dua sumber panas, satu dari iradiasi laser dan yang lainnya dari reaksi kimia oksigen dengan logam.Diperkirakan sekitar 60% dari total energi yang dibutuhkan untuk memotong baja dilepaskan melalui reaksi oksidasi.Oleh karena itu, laju pembakaran oksigen dan kecepatan gerak sinar laser harus dihitung secara tepat untuk mencapai kesesuaian yang sempurna.Jika oksigen terbakar lebih cepat dari gerakan sinar laser, celah tampak lebar dan kasar.Jika sinar laser bergerak lebih cepat dari pada pembakaran oksigen, celah yang dihasilkan akan menjadi sempit dan halus.
Pengendalian fraktur
Fraktur terkontrol adalah pemotongan material dengan kecepatan tinggi dan terkontrol dengan pemanasan sinar laser.Proses ini sangat efektif untuk material rapuh yang mudah hancur oleh panas.Proses spesifiknya adalah: sinar laser digunakan untuk memanaskan area kecil dari material yang rapuh, menyebabkan gradien termal yang besar dan deformasi mekanis yang serius di area tersebut, yang mengakibatkan pembentukan retakan pada material.Selama gradien pemanasan seimbang, sinar laser dapat mengarahkan retakan ke segala arah yang diperlukan.
Perlu dicatat bahwa jenis pemotongan rekahan terkontrol ini tidak cocok untuk pemotongan jahitan tajam sudut dan tepi sudut.Tidak mudah untuk berhasil dengan memotong bentuk tertutup yang kebesaran.Kontrol kecepatan potong fraktur cepat, tidak membutuhkan daya terlalu tinggi, jika tidak akan menyebabkan permukaan benda kerja meleleh, menghancurkan tepi jahitan.Parameter kontrol utama adalah daya laser dan ukuran titik.
