6. Bố cục của luận án
2.2.1 Nguyên lý cắt bằng laser
Trong quá trình cắt laser, chùm laser hội tụ được chiếu vào bề mặt chi tiết gia công làm nóng chảy cục bộ vật liệu, bốc hơi một phần hoặc hoàn toàn vật liệu, kết hợp với áp suất của dòng khí thổi từ đầu cắt, vật liệu được loại bỏ (Hình 2.9) đồng thời, khí thổi còn có chức năng bảo vệ hệ thống quang học khỏi nhiệt và vật liệu nóng chảy bắn tung tóe [67].
31
Khi cắt kim loại bằng chùm tia laser kết hợp với khí ôxy thổi vào vùng gia công thì khí ôxy có 4 chức năng sau:
1) Ôxy giúp làm tăng lớp ô xít trên bề mặt kim loại và do đó giảm khả năng phản xạ tia laser của kim loại và như vậy tăng khả năng hấp thụ tia laser lên.
2) Nhiệt tỏa ra do các phản ứng cháy tỏa nhiệt cùng với bức xạ laser tiếp tục phá hủy kim loại ở trong vùng gia công.
3) Dòng khí mang đi những phế liệu phá hủy và bổ sung ôxy trực tiếp cho bề mặt khi cháy.
4) Dòng khí ngăn cản sự nóng quá mức của chi tiết máy.
Cắt laser là một quá trình cắt nhiệt, một đường cắt (rãnh cắt) được hình thành do tác động gia nhiệt của chùm laser đi ngang qua tập trung có mật độ công suất 104 W/mm2 kết hợp với dòng khí hỗ trợ. Chùm tia laser hội tụ làm nóng chảy vật liệu trên suốt chiều dày của vật liệu kết hợp với dòng khí thổi đồng trục với tia laser thổi bay vật liệu nóng chảy ra khỏi rãnh cắt. Quá trình cắt và thuật ngữ liên quan được minh họa như trên (hình 2.10)
32
Hình 2.10. Các thuật ngữ liên quan đến quá trình cắt bằng laser [68]