Prinsip pemotongan logam dengan laser adalah menggunakan sinar laser sebagai sumber panas untuk menyinari permukaan bahan logam sehingga menyebabkan suhu permukaan bahan logam naik hingga titik leleh (titik didih). Pada saat yang sama, nosel menyemprotkan gas pemotongan sejajar dengan arah penyinaran sinar laser untuk melelehkan (menguapkan) material. Blow away (jika gas pemotongan merupakan gas aktif seperti oksigen, gas pemotongan juga akan bereaksi dengan bahan logam menghasilkan panas oksidasi). Dengan mengontrol perangkat gerak, kepala pemotong bergerak sepanjang rute yang telah ditentukan untuk memotong benda kerja dengan berbagai bentuk.

Selama proses pemotongan logam oleh mesin pemotong laser, kepadatan daya laser yang datang berbeda, dan perubahan pada permukaan bahan logam juga berbeda. Secara umum, ketika kepadatan daya laser pada permukaan bahan logam mencapai urutan 10MW/cm², permukaan bahan logam akan dengan cepat memanas hingga titik didih bahan tersebut dan menguap dengan kuat menjadi uap logam. Ketika kepadatan daya laser pada permukaan bahan logam melebihi 100MW/cm², uap logam yang tidak dapat dilepaskan pada waktunya akan dipanaskan kembali oleh energi laser, membentuk awan plasma.

Sebagian besar awan plasma yang dihasilkan oleh pemotongan laser pada bahan logam akan terhembus oleh gas pemotongan, dan sebagian kecil sisanya akan membentuk awan plasma dan mempengaruhi pemotongan logam:

1) Awan plasma akan tetap berada di permukaan bahan logam, menghalangi transmisi energi laser dan mengurangi kecepatan pemotongan.

2) Awan plasma yang terperangkap di bawah nosel tidak hanya akan mengubah media kapasitansi antara nosel dan bahan logam, tetapi juga memanaskan nosel, mempengaruhi parameter kinerja kapasitansinya, mengganggu hasil deteksi pengontrol ketinggian kapasitif, dan mengurangi tindak lanjut Ketepatan kontrol mempengaruhi efek pemotongan.

Mengambil contoh laser 2000W yang saat ini banyak digunakan di pasaran, jika digunakan dengan kepala pemotongan 100/125 (panjang fokus lensa kolimator/panjang fokus lensa fokus), bila diameter inti kuncir kurang dari 40 μm, rata-rata kepadatan daya titik cahaya pada fokus nol Ini akan mencapai sekitar 100MW/cm², terutama ketika memotong pelat logam tipis, lebih mudah untuk menghasilkan awan plasma.

Untuk mengatasi masalah ini, proses pemotongan berikut dapat secara efektif mengurangi dampak awan plasma pada proses pemotongan:

1. Mengadopsi pemotongan pulsa. Metode pemotongan pulsa dapat memastikan kekuatan puncak laser di satu sisi, dan di sisi lain memperpendek waktu penyinaran laser pada bahan logam, sehingga mengurangi pembentukan awan plasma.

2. Kurangi daya pemotongan laser dengan tepat. Tanpa mengubah kondisi lain, mengurangi daya pemotongan dapat mengurangi kepadatan daya rata-rata pada fokus dan mengurangi pembentukan awan plasma. Misalnya, saat menggunakan laser mode tunggal 2000W untuk memotong baja tahan karat 1 mm dengan daya penuh dan fokus nol, kecepatan pemotongan tidak ideal karena pengaruh awan plasma. Ketika daya potong dikurangi menjadi 1800W, kecepatan potong meningkat sebesar 50%.

3. Perluas celah pemotongan dengan tepat. Pelebaran garitan pemotongan tidak hanya memberikan saluran yang lebih luas bagi awan plasma untuk menyebar ke bawah, mengurangi dampak awan plasma pada pemotongan, namun juga membantu mempercepat pembuangan terak di garitan dan meningkatkan efek pemotongan.

4. Perpendek ketinggian pemotongan dengan tepat. Ketinggian pemotongan tidak hanya secara langsung menentukan ketebalan awan plasma antara nosel dan permukaan bahan logam (semakin pendek jaraknya, semakin tipis awan plasma), tetapi juga semakin dekat ke nosel pemotongan, semakin tinggi tekanannya. gas pemotongan yang dikeluarkan dari tengah nosel (lihat gambar 2) Peningkatan tekanan udara pemotongan membantu mempercepat penyebaran awan plasma di bawah nosel dan mengurangi pelindung laser yang datang oleh awan plasma. Oleh karena itu, dengan alasan menjamin keamanan kepala pemotongan, semakin pendek jarak berikutnya, semakin baik.

5. Gunakan nozel pemotongan yang sesuai. Nosel yang sesuai dapat meningkatkan laju aliran gas tanpa menambah diameter nosel, dan dapat mempercepat penyebaran awan plasma logam.

6. Tambahkan alat peniup samping dan alat pendingin nosel ke kepala pemotongan. Alat peniup samping digunakan untuk meniup sebagian awan plasma dan mengurangi akumulasi awan plasma di bawah nosel. Perangkat pendingin nosel dapat mengurangi dampak termal awan plasma pada nosel dan menghindari pengaruh parameter kinerja kapasitif nosel.

7. Gunakan pengatur ketinggian kapasitif tingkat pengambilan sampel yang tinggi. Pengontrol ketinggian kapasitif tingkat pengambilan sampel yang tinggi tidak hanya dapat memastikan akurasi berikut, tetapi juga menentukan perubahan awan plasma di bawah nosel dengan memantau perubahan nilai kapasitansi. Dengan memantau perubahan di awan plasma, peralatan mesin dapat mengambil tindakan seperti perlambatan, jeda, dan pemotongan pulsa. Untuk mengurangi dampak awan plasma terhadap pemotongan.