1. Cięcie parowe.
W procesie cięcia laserowego zgazowania prędkość wzrostu temperatury powierzchni materiału do temperatury wrzenia jest tak duża, że wystarczy uniknąć stopienia spowodowanego przewodnictwem ciepła, więc część materiału odparowuje w parę i znika, a część materiał jest rozpylany od spodu szczeliny gazem pomocniczym. Strumień wydmuchuje. W takim przypadku wymagana jest bardzo duża moc lasera.
Aby zapobiec kondensacji pary materiału na ścianie szczeliny, grubość materiału nie może znacznie przekraczać średnicy wiązki laserowej. Proces ten nadaje się zatem tylko do zastosowań, w których należy unikać usuwania stopionego materiału. Ta obróbka jest w rzeczywistości stosowana tylko w obszarach, w których stopy na bazie żelaza są bardzo małe.
Procesu tego nie można stosować do materiałów, takich jak drewno i niektóre materiały ceramiczne, które nie są w stanie stopionym i dlatego jest mało prawdopodobne, aby para materiału mogła ponownie skraplać się. Ponadto materiały te zwykle wymagają grubszych cięć. W cięciu laserowym zgazowanie optymalne skupienie wiązki zależy od grubości materiału i jakości wiązki. Moc lasera i ciepło waporyzacji mają tylko pewien wpływ na optymalne położenie ogniska. W przypadku określonej grubości blachy maksymalna prędkość cięcia jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury parowania materiału. Wymagana gęstość mocy lasera jest większa niż 108 W/cm2 i zależy od materiału, głębokości cięcia i pozycji skupienia wiązki. W przypadku określonej grubości blachy, przy założeniu wystarczającej mocy lasera, maksymalna prędkość cięcia jest ograniczona przez prędkość strumienia gazu.
2. Topienie i cięcie.
Podczas topienia i cięcia laserowego obrabiany przedmiot jest częściowo topiony, a stopiony materiał jest rozpylany za pomocą strumienia powietrza. Ponieważ przenoszenie materiału odbywa się tylko w stanie ciekłym, proces ten nazywa się topieniem i cięciem laserowym.
Wiązka lasera jest dopasowana do obojętnego gazu tnącego o wysokiej czystości, aby odepchnąć stopiony materiał od szczeliny, a sam gaz nie bierze udziału w cięciu. Cięcie przez topienie laserowe może uzyskać wyższą prędkość cięcia niż cięcie zgazowane. Energia wymagana do zgazowania jest zwykle wyższa niż energia wymagana do stopienia materiału. Podczas topienia i cięcia laserowego wiązka lasera jest tylko częściowo pochłaniana. Maksymalna prędkość cięcia wzrasta wraz ze wzrostem mocy lasera, a maleje niemal odwrotnie ze wzrostem grubości blachy i wzrostem temperatury topnienia materiału. W przypadku określonej mocy lasera czynnikiem ograniczającym jest ciśnienie powietrza w szczelinie oraz przewodność cieplna materiału. Topienie i cięcie laserowe pozwala uzyskać nacięcia wolne od utleniania w materiałach żelaznych i metalach tytanowych. Gęstość mocy lasera, która powoduje topienie, ale nie gazyfikację, wynosi od 104 W/cm2 do 105 W/cm2 dla materiałów stalowych.
3. Cięcie oksydacyjne (cięcie płomieniem laserowym).
Cięcie topiące na ogół wykorzystuje gaz obojętny. Jeśli zostanie on zastąpiony tlenem lub innymi aktywnymi gazami, materiał zapala się pod napromieniowaniem wiązki laserowej i zachodzi ostra reakcja chemiczna z tlenem, aby wygenerować kolejne źródło ciepła do dalszego podgrzewania materiału, co nazywa się cięciem oksydacyjnym .
Ze względu na ten efekt, dla stali konstrukcyjnej o tej samej grubości, prędkość skrawania, którą można uzyskać tą metodą, jest wyższa niż w przypadku skrawania przez topienie. Z drugiej strony ta metoda może mieć gorszą jakość cięcia w porównaniu z cięciem przez wytapianie. W rzeczywistości spowoduje to szerszy rzaz, wyraźną chropowatość, zwiększoną strefę wpływu ciepła i gorszą jakość krawędzi. Cięcie laserowe płomieniem nie jest dobre przy obróbce precyzyjnych modeli i ostrych narożników (istnieje niebezpieczeństwo wypalenia ostrych narożników). Laser impulsowy może być użyty do ograniczenia wpływu termicznego, a moc lasera determinuje prędkość cięcia. W przypadku określonej mocy lasera czynnikiem ograniczającym jest dopływ tlenu i przewodność cieplna materiału.
4. Kontroluj cięcie złamań.
W przypadku materiałów kruchych, które łatwo ulegają uszkodzeniu pod wpływem ciepła, szybkie i kontrolowane cięcie odbywa się za pomocą nagrzewania wiązką lasera, co nazywa się kontrolowanym cięciem szczelinowym. Główną treścią tego procesu cięcia jest: wiązka lasera nagrzewa niewielką powierzchnię kruchego materiału, powodując duży gradient termiczny i poważne odkształcenia mechaniczne w tym obszarze, co prowadzi do powstawania pęknięć w materiale. Dopóki utrzymywany jest równomierny gradient nagrzewania, wiązka laserowa może prowadzić pęknięcia w dowolnym pożądanym kierunku.
