El principi del tall làser de metall és utilitzar el feix làser com a font de calor per irradiar la superfície del material metàl·lic, fent que la temperatura superficial del material metàl·lic augmenti fins al punt de fusió (ebullició). Al mateix temps, el broquet ruixa gas de tall paral·lel a la direcció de la irradiació del raig làser per fondre (vaporitzar) el material. Bufeu (quan el gas de tall és un gas actiu com l'oxigen, el gas de tall també reaccionarà amb el material metàl·lic per proporcionar calor d'oxidació). En controlar el dispositiu de moviment, el capçal de tall es mou al llarg d'una ruta predeterminada per tallar peces de diferents formes.

Durant el procés de tall de metall amb màquina de tall làser, la densitat de potència del làser incident és diferent i els canvis a la superfície del material metàl·lic també són diferents. En termes generals, quan la densitat de potència del làser a la superfície d'un material metàl·lic arriba a l'ordre de 10 MW/cm², la superfície del material metàl·lic s'escalfarà ràpidament fins al punt d'ebullició del material i es vaporitzarà fortament en vapor metàl·lic. Quan la densitat de potència del làser a la superfície d'un material metàl·lic supera l'ordre de 100 MW/cm², el vapor metàl·lic que no es pot descarregar a temps es tornarà a escalfar per l'energia làser, formant un núvol de plasma.

La major part del núvol de plasma generat pel tall làser de materials metàl·lics serà expulsat pel gas de tall, i la petita part restant formarà un núvol de plasma i afectarà el tall de metall:

1) El núvol de plasma romandrà a la superfície del material metàl·lic, dificultant la transmissió d'energia làser i reduint la velocitat de tall.

2) El núvol de plasma atrapat sota el broquet no només canviarà el medi de capacitat entre el broquet i el material metàl·lic, sinó que també escalfarà el broquet, afectarà els seus paràmetres de rendiment de la capacitat, interferirà amb els resultats de detecció del controlador d'alçada capacitiu i reduirà el seguiment La precisió del control afecta l'efecte de tall.

Prenent com a exemple el làser de 2000 W que s'utilitza àmpliament al mercat, si s'utilitza amb un capçal de tall 100/125 (distància focal de la lent col·limadora/distancia focal de la lent d'enfocament), quan el diàmetre del nucli de la cua és inferior a 40 μm, la mitjana densitat de potència del punt de llum a enfocament zero Arribarà a l'ordre de 100 MW/cm², especialment quan es tallen plaques fines de metall, és més fàcil generar núvols de plasma.

Per solucionar aquest problema, el següent procés de tall pot reduir eficaçment l'impacte del núvol de plasma en el procés de tall:

1. Adopta el tall de pols. El mètode de tall per pols pot garantir la potència màxima del làser, d'una banda, i escurçar el temps d'irradiació del làser sobre el material metàl·lic, d'altra banda, reduint la generació de núvol de plasma.

2. Reduïu la potència de tall làser adequadament. Sense canviar altres condicions, reduir la potència de tall pot reduir la densitat de potència mitjana al focus i reduir la generació de núvols de plasma. Per exemple, quan s'utilitza un làser monomode de 2000 W per tallar 1 mm d'acer inoxidable a plena potència i enfocament zero, la velocitat de tall no era ideal a causa de la influència del núvol de plasma. Quan la potència de tall es va reduir a 1800 W, la velocitat de tall va augmentar un 50%.

3. Amplieu adequadament la ranura de tall. L'ampliació del tall de tall no només proporciona un canal més ampli perquè el núvol de plasma es dispersi cap avall, reduint l'impacte del núvol de plasma en el tall, sinó que també ajuda a accelerar la descàrrega d'escòries al tall i millora l'efecte de tall.

4. Escurçar adequadament l'alçada de tall. L'alçada de tall no només determina directament el gruix del núvol de plasma entre el broquet i la superfície del material metàl·lic (com més curta sigui la distància, més prim és el núvol de plasma), sinó que també com més a prop del broquet de tall, més alta serà la pressió de tall. el gas de tall expulsat des del centre del broquet (vegeu la figura 2) L'augment de la pressió de l'aire de tall ajuda a accelerar la dispersió del núvol de plasma per sota del broquet i redueix el blindatge del làser incident pel núvol de plasma. Per tant, sota la premissa de garantir la seguretat del capçal de tall, com més curta sigui la distància següent, millor.

5. Utilitzeu un broquet de tall adequat. Un broquet adequat pot augmentar el cabal de gas sense augmentar el diàmetre del broquet i pot accelerar la dispersió dels núvols de plasma metàl·lic.

6. Afegiu un dispositiu de bufat lateral i un dispositiu de refrigeració de broquets al capçal de tall. El dispositiu de bufat lateral s'utilitza per expulsar part del núvol de plasma i reduir l'acumulació de núvol de plasma per sota del broquet. El dispositiu de refrigeració del broquet pot reduir l'impacte tèrmic del núvol de plasma al broquet i evitar afectar els paràmetres de rendiment capacitiu del broquet.

7. Utilitzeu un ajustador d'alçada capacitiu d'alta freqüència de mostreig. El controlador d'alçada capacitiu d'alta taxa de mostreig no només pot garantir la precisió següent, sinó que també pot determinar els canvis en el núvol de plasma sota el broquet mitjançant el seguiment dels canvis en el valor de la capacitat. Mitjançant el seguiment dels canvis en el núvol de plasma, la màquina-eina pot prendre mesures com ara la desacceleració, la pausa i el tall de pols. Per reduir l'impacte del núvol de plasma en el tall.