通常來說,基本的全自動激光切管機的工藝模式如下。
1、熔融切斷
當入射的激光束的功率密度超過某個值時,光束照射點的材料內部開始蒸發,從而形成孔。這樣的小孔一旦形成,就會以黑體的形式吸收入射光束的所有能量。小孔被熔融的金屬壁包圍,然后與橫梁同軸的輔助氣流將孔周圍的熔融材料帶走。隨著工件的移動,小孔與切斷方向同步橫移形成縫隙。激光束沿著該狹縫的前端持續照射,熔融材料從狹縫內持續或脈動地被吹走。
2、汽化切割
在高功率密度激光束的加熱下,材料表面溫度上升到沸點溫度的速度非常快,足以避免熱傳導引起的熔化。于是,一部分材料氣化成蒸汽消失,一部分材料作為噴出物被輔助氣流從狹縫底部吹走。
3、控制切斷
對容易受熱破壞的脆性材料,通過激光束加熱進行高速、可控的切斷,稱為控制斷裂切斷。這個切割過程的主要內容是激光束加熱脆性材料的小塊區域,在該區域引起較大的熱梯度和嚴重的機械變形,使材料形成裂紋。只要保持平衡的加熱梯度,激光束就可以在任意方向上產生龜裂。
4、氧化熔融切斷
熔融切斷一般使用惰性氣體,如果代替氧氣和其他活性氣體使用,由于激光束的照射,材料會著火,與氧氣發生劇烈的化學反應,產生另一個熱源,稱為氧化熔融切斷。