La découpe au laser consiste à irradier le faisceau laser sur le matériau à découper, de sorte que le matériau chauffe, fond et se vaporise, et un gaz à haute pression est utilisé pour souffler le matériau fondu afin de former un trou, puis le faisceau se déplace sur le matériau, et le trou forme continuellement une fente.
Technologie générale de découpe thermique, à l'exception de quelques cas où elle peut démarrer à partir du bord de la plaque, la plupart d'entre elles nécessitent le perçage d'un petit trou dans la plaque, puis la découpe commence à partir du petit trou.
Principe de la perforation laser
Le principe de base de la perforation laser est le suivant : lorsqu'un faisceau laser d'une certaine énergie est irradié sur la surface d'une plaque métallique, en plus d'une partie réfléchie, l'énergie absorbée par le métal fait fondre le métal pour former un bain de métal en fusion. Le taux d'absorption du métal en fusion par rapport à la surface du métal augmente, c'est-à-dire qu'il peut absorber plus d'énergie pour accélérer la fusion du métal. À ce stade, un contrôle approprié de l'énergie et de la pression du gaz peut éliminer le métal en fusion du bain de fusion et approfondir continuellement le bain de fusion jusqu'à ce que le métal soit pénétré.
Dans les applications pratiques, la perforation est généralement divisée en deux méthodes : la perforation par impulsion et la perforation par dynamitage.
Perforation du pouls
Le principe de la perforation par impulsions consiste à utiliser un laser à impulsions à puissance de crête élevée et à faible cycle de service pour irradier la plaque à découper, de sorte qu'une petite quantité de matériau soit fondue ou vaporisée, et soit déchargée sous l'action combinée de la frappe continue et du gaz auxiliaire jusqu'au diamètre perforé, et pénètre progressivement dans la plaque.
Le temps d'irradiation laser est intermittent et l'énergie moyenne utilisée est relativement faible, de sorte que la chaleur absorbée par l'ensemble du matériau traité est relativement faible. La chaleur résiduelle autour de la perforation a moins d'impact et les résidus laissés au niveau du site de perforation sont également moindres. Les trous perforés de cette manière sont également plus réguliers et de plus petite taille, et n'ont pratiquement aucun effet sur la découpe initiale.
Le processus est illustré dans la figure ci-dessous : après que le faisceau laser a irradié la pièce, la surface du matériau est d'abord chauffée, comme indiqué dans (A) ; à mesure que le chauffage pénètre progressivement, il joue un rôle dans la perforation, c'est-à-dire (B) ~ (C) ~ (D), jusqu'à la pénétration finale illustrée dans (E). L'ensemble du processus de perforation n'est pas terminé en une seule fois, mais progresse de manière continue et progressive, en pénétrant progressivement, jusqu'à la pénétration. Par conséquent, le temps de perforation de cette méthode est relativement long ; cependant, le trou résultant est plus petit et a moins d'impact thermique sur la zone environnante.
Perforation par dynamitage
Le principe de la perforation par sablage : un faisceau laser à onde continue d'une certaine énergie est irradié sur l'objet à traiter, de sorte qu'il absorbe une grande quantité d'énergie et fond pour former une fosse, puis le gaz auxiliaire élimine le matériau en fusion pour former un trou pour atteindre l'objectif de pénétration rapide.
En raison de l'irradiation continue du laser, l'ouverture de perforation de sablage est plus grande et les éclaboussures sont plus fortes, ce qui ne convient pas à la découpe avec des exigences de précision élevées.
L'ensemble du processus est illustré dans la figure ci-dessus : la mise au point est placée au-dessus de la surface du matériau et l'ouverture de la perforation est augmentée pour le chauffer rapidement. Bien que cette méthode de perforation produise une grande quantité de métal en fusion et de projections sur la surface du matériau traité, elle peut réduire considérablement le temps de perforation.
Les effets réels des deux méthodes de perforation sont illustrés dans la figure ci-dessous. Dans la plupart des cas, la qualité de la perforation par impulsion est meilleure que celle de la perforation par dynamitage.
