Лазерная резка металлов, как следует из названия, осуществляется с помощью специального лазерного луча машинного производства. Свойства этого луча позволяют фокусировать его на небольшой площади поверхности, создавая высокую плотность энергии. Это позволяет агрессивно разрушать (плавить, сжигать, испарять и т.д.) любой материал. Например, лазерный металлорежущий станок может сфокусировать на поверхности заготовки энергию плотностью 10 8 ватт на квадратный сантиметр. Чтобы добиться такого эффекта, необходимо понимать характеристики лазерного луча.
В отличие от световых волн, лазерные лучи имеют постоянную длину волны и частоту (монохроматические) и могут быть легко сфокусированы на любой поверхности с помощью обычных оптических линз. Кроме того, лазерные лучи характеризуются чрезвычайно высокой направленностью и малым углом расхождения. Эта характеристика позволяет лазерному лучу быть высоко сфокусированным оборудованием для лазерной резки.
Еще одним очень важным свойством лазерных лучей является их когерентность. Это означает, что множество волновых процессов, происходящих в таком луче, идеально согласованы и резонируют друг с другом, удваивая общую мощность луча. Когда луч ударяет в поверхность металла, разрезаемая область быстро нагревается, что приводит к плавлению. Быстрому распространению зоны плавления вглубь заготовки способствуют несколько факторов, включая теплопроводность самого материала. Кроме того, когда лазерный луч облучает поверхность изделия, температура зоны контакта достигает точки кипения, и обрабатываемый материал начинает испаряться.
Резка металла методом испарения требует оборудования большой мощности и, следовательно, больших энергетических затрат, и не всегда целесообразна с экономической точки зрения. Кроме того, применение этого метода ограничено жесткими требованиями к толщине металла. Поэтому данный метод используется только для резки тонкостенных заготовок. Лазерная резка металлов сваркой плавлением получила довольно широкое распространение. В последнее время лазерная резка плавлением часто выполняется с использованием газов (кислорода, азота, воздуха или инертных газов), которые вдуваются в зону резки с помощью специального оборудования. Эта технология позволяет снизить затраты на электроэнергию, увеличить скорость работы и обеспечить резку с низким энергопотреблением.
