लेजर कटिंग मेटल का सिद्धांत धातु सामग्री की सतह को विकिरणित करने के लिए लेजर बीम को गर्मी स्रोत के रूप में उपयोग करना है, जिससे धातु सामग्री की सतह का तापमान पिघलने (उबलते) बिंदु तक बढ़ जाता है। साथ ही, नोजल सामग्री को पिघलाने (वाष्पीकरण) करने के लिए लेजर बीम विकिरण की दिशा के समानांतर काटने वाली गैस का छिड़काव करता है। उड़ा दें (जब काटने वाली गैस ऑक्सीजन जैसी सक्रिय गैस है, तो काटने वाली गैस भी ऑक्सीकरण गर्मी प्रदान करने के लिए धातु सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करेगी)। मोशन डिवाइस को नियंत्रित करके, काटने वाला सिर विभिन्न आकृतियों के वर्कपीस को काटने के लिए पूर्व निर्धारित मार्ग पर चलता है।

लेजर कटिंग मशीन द्वारा धातु काटने की प्रक्रिया के दौरान, आपतित लेजर का शक्ति घनत्व भिन्न होता है, और धातु सामग्री की सतह पर परिवर्तन भी भिन्न होते हैं। सामान्यतया, जब धातु सामग्री की सतह पर लेजर पावर घनत्व 10MW/सेमी² के क्रम तक पहुंच जाता है, तो धातु सामग्री की सतह तेजी से सामग्री के क्वथनांक तक गर्म हो जाएगी और धातु वाष्प में दृढ़ता से वाष्पित हो जाएगी। जब किसी धातु सामग्री की सतह पर लेज़र ऊर्जा घनत्व 100MW/सेमी² के क्रम से अधिक हो जाता है, तो धातु वाष्प जिसे समय पर डिस्चार्ज नहीं किया जा सकता है, उसे लेज़र ऊर्जा द्वारा फिर से गर्म किया जाएगा, जिससे प्लाज्मा बादल बनेगा।

धातु सामग्री की लेजर कटिंग से उत्पन्न अधिकांश प्लाज़्मा बादल काटने वाली गैस से उड़ जाएंगे, और शेष छोटा हिस्सा प्लाज़्मा बादल बनेगा और धातु काटने को प्रभावित करेगा:

1) प्लाज्मा बादल धातु सामग्री की सतह पर रहेगा, जिससे लेजर ऊर्जा के संचरण में बाधा आएगी और काटने की गति कम हो जाएगी।

2) नोजल के नीचे फंसा प्लाज्मा बादल न केवल नोजल और धातु सामग्री के बीच कैपेसिटेंस माध्यम को बदल देगा, बल्कि नोजल को गर्म भी करेगा, इसके कैपेसिटेंस प्रदर्शन मापदंडों को प्रभावित करेगा, कैपेसिटिव ऊंचाई नियंत्रक के पता लगाने के परिणामों में हस्तक्षेप करेगा और कम करेगा। अनुवर्ती नियंत्रण की सटीकता काटने के प्रभाव को प्रभावित करती है।

एक उदाहरण के रूप में वर्तमान में बाजार में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले 2000W लेजर को लेते हुए, यदि 100/125 (कोलिमेटर लेंस फोकल लेंथ / फोकसिंग लेंस फोकल लेंथ) कटिंग हेड के साथ उपयोग किया जाता है, जब पिगटेल का मुख्य व्यास 40 माइक्रोन से कम होता है, तो औसत शून्य फोकस पर प्रकाश स्थान की शक्ति घनत्व 100MW/सेमी² के क्रम तक पहुंच जाएगी, विशेष रूप से पतली धातु प्लेटों को काटते समय, प्लाज्मा बादल उत्पन्न करना आसान होता है।

इस समस्या के समाधान के लिए, निम्नलिखित कटिंग प्रक्रिया कटिंग प्रक्रिया पर प्लाज्मा क्लाउड के प्रभाव को प्रभावी ढंग से कम कर सकती है:

1. नाड़ी काटना अपनायें। पल्स कटिंग विधि एक ओर लेजर की चरम शक्ति सुनिश्चित कर सकती है, और दूसरी ओर धातु सामग्री पर लेजर के विकिरण समय को कम कर सकती है, जिससे प्लाज्मा क्लाउड की पीढ़ी कम हो सकती है।

2. लेजर काटने की शक्ति को उचित रूप से कम करें। अन्य स्थितियों को बदले बिना, काटने की शक्ति को कम करने से फोकस पर औसत बिजली घनत्व कम हो सकता है और प्लाज्मा बादलों का उत्पादन कम हो सकता है। उदाहरण के लिए, पूर्ण शक्ति और शून्य फोकस पर 1 मिमी स्टेनलेस स्टील को काटने के लिए सिंगल-मोड 2000W लेजर का उपयोग करते समय, प्लाज्मा क्लाउड के प्रभाव के कारण काटने की गति आदर्श नहीं थी। जब काटने की शक्ति 1800W तक कम कर दी गई, तो काटने की गति 50% बढ़ गई।

3. कटिंग स्लिट को उचित रूप से चौड़ा करें। कटिंग केर्फ़ को चौड़ा करने से न केवल प्लाज़्मा क्लाउड को नीचे की ओर फैलने के लिए एक व्यापक चैनल मिलता है, जिससे काटने पर प्लाज़्मा क्लाउड का प्रभाव कम हो जाता है, बल्कि केर्फ़ में स्लैग के निर्वहन में तेजी लाने में भी मदद मिलती है और काटने के प्रभाव में वृद्धि होती है।

4. काटने की ऊँचाई को उचित रूप से छोटा करें। काटने की ऊंचाई न केवल सीधे नोजल और धातु सामग्री की सतह के बीच प्लाज्मा बादल की मोटाई निर्धारित करती है (दूरी जितनी कम होगी, प्लाज्मा बादल उतना ही पतला होगा), बल्कि काटने वाले नोजल के जितना करीब होगा, दबाव उतना अधिक होगा नोजल के केंद्र से निकलने वाली कटिंग गैस (चित्र 2 देखें) कटिंग वायु दबाव में वृद्धि नोजल के नीचे प्लाज्मा क्लाउड के फैलाव को तेज करने में मदद करती है और प्लाज्मा क्लाउड द्वारा घटना लेजर की परिरक्षण को कम करती है। इसलिए, काटने वाले सिर की सुरक्षा सुनिश्चित करने के आधार पर, निम्नलिखित दूरी जितनी कम होगी, उतना बेहतर होगा।

5. उपयुक्त कटिंग नोजल का उपयोग करें। एक उपयुक्त नोजल नोजल के व्यास को बढ़ाए बिना गैस प्रवाह दर को बढ़ा सकता है, और धातु प्लाज्मा बादलों के फैलाव को तेज कर सकता है।

6. कटिंग हेड पर एक साइड ब्लोइंग डिवाइस और एक नोजल कूलिंग डिवाइस जोड़ें। साइड ब्लोइंग डिवाइस का उपयोग प्लाज्मा क्लाउड के हिस्से को उड़ाने और नोजल के नीचे प्लाज्मा क्लाउड के संचय को कम करने के लिए किया जाता है। नोजल कूलिंग डिवाइस नोजल पर प्लाज्मा क्लाउड के थर्मल प्रभाव को कम कर सकता है और नोजल के कैपेसिटिव प्रदर्शन मापदंडों को प्रभावित करने से बच सकता है।

7. उच्च नमूना दर कैपेसिटिव ऊंचाई समायोजक का उपयोग करें। उच्च नमूना दर कैपेसिटिव ऊंचाई नियंत्रक न केवल निम्नलिखित सटीकता सुनिश्चित कर सकता है, बल्कि कैपेसिटेंस मान में परिवर्तन की निगरानी करके नोजल के नीचे प्लाज्मा क्लाउड में परिवर्तन भी निर्धारित कर सकता है। प्लाज्मा क्लाउड में परिवर्तनों की निगरानी करके, मशीन उपकरण मंदी, ठहराव और पल्स कटिंग जैसे उपाय कर सकता है। कटिंग पर प्लाज़्मा क्लाउड के प्रभाव को कम करने के लिए।