หลักการของการตัดโลหะด้วยเลเซอร์คือการใช้ลำแสงเลเซอร์เป็นแหล่งความร้อนในการฉายรังสีพื้นผิวของวัสดุโลหะ ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวของวัสดุโลหะสูงขึ้นถึงจุดหลอมเหลว (เดือด) ในเวลาเดียวกัน หัวฉีดจะพ่นสเปรย์ตัดแก๊สขนานกับทิศทางของการฉายรังสีเลเซอร์เพื่อละลาย (ระเหย) วัสดุ เป่าออกไป (เมื่อแก๊สตัดเป็นแก๊สแอคทีฟ เช่น ออกซิเจน แก๊สตัดก็จะทำปฏิกิริยากับวัสดุโลหะเพื่อให้ความร้อนจากออกซิเดชัน) ด้วยการควบคุมอุปกรณ์การเคลื่อนที่ หัวตัดจะเคลื่อนไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้เพื่อตัดชิ้นงานรูปทรงต่างๆ

ในระหว่างกระบวนการตัดโลหะด้วยเครื่องตัดด้วยเลเซอร์ ความหนาแน่นของพลังงานของเลเซอร์ที่ตกกระทบจะแตกต่างกัน และการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวของวัสดุโลหะก็แตกต่างกันเช่นกัน โดยทั่วไป เมื่อความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์บนพื้นผิวของวัสดุโลหะถึงลำดับ 10MW/ซม² พื้นผิวของวัสดุโลหะจะร้อนอย่างรวดเร็วจนถึงจุดเดือดของวัสดุ และระเหยกลายเป็นไอของโลหะอย่างรุนแรง เมื่อความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์บนพื้นผิวของวัสดุโลหะเกินลำดับที่ 100MW/ซม² ไอของโลหะที่ไม่สามารถปล่อยออกมาได้ทันเวลาจะถูกทำให้ร้อนอีกครั้งด้วยพลังงานเลเซอร์ ซึ่งก่อตัวเป็นเมฆพลาสมา

พลาสมาคลาวด์ส่วนใหญ่ที่เกิดจากการตัดด้วยเลเซอร์ของวัสดุโลหะจะถูกเป่าออกไปโดยแก๊สตัด และส่วนเล็กๆ ที่เหลือจะก่อตัวเป็นพลาสมาคลาวด์และส่งผลต่อการตัดโลหะ:

1) พลาสมาคลาวด์จะอยู่บนพื้นผิวของวัสดุโลหะ ขัดขวางการส่งพลังงานเลเซอร์ และลดความเร็วในการตัด

2) พลาสมาคลาวด์ที่ติดอยู่ใต้หัวฉีดไม่เพียงแต่เปลี่ยนตัวกลางความจุระหว่างหัวฉีดและวัสดุโลหะ แต่ยังให้ความร้อนแก่หัวฉีด ส่งผลต่อพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของความจุ รบกวนผลการตรวจจับของตัวควบคุมความสูงแบบความจุ และลด การติดตามผล ความแม่นยำในการควบคุมส่งผลต่อเอฟเฟกต์การตัด

ยกตัวอย่างเลเซอร์ 2000W ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาดในปัจจุบัน หากใช้กับหัวตัด 100/125 (ทางยาวโฟกัสของเลนส์คอลลิเมเตอร์/ทางยาวโฟกัสของเลนส์โฟกัส) เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางของหางเปียน้อยกว่า 40 μm โดยเฉลี่ย ความหนาแน่นของพลังงานของจุดไฟที่โฟกัสเป็นศูนย์ จะถึงลำดับ 100MW/ซม² โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัดแผ่นโลหะบาง ๆ จะทำให้เกิดพลาสมาคลาวด์ได้ง่ายกว่า

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ กระบวนการตัดต่อไปนี้สามารถลดผลกระทบของพลาสมาคลาวด์ในกระบวนการตัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ:

1. ใช้การตัดพัลส์ วิธีการตัดแบบพัลส์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงกำลังสูงสุดของเลเซอร์ในมือข้างหนึ่ง และลดระยะเวลาการฉายรังสีของเลเซอร์บนวัสดุโลหะในอีกด้านหนึ่ง ซึ่งช่วยลดการสร้างพลาสมาคลาวด์

2. ลดกำลังการตัดด้วยเลเซอร์อย่างเหมาะสม โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขอื่นๆ การลดกำลังตัดสามารถลดความหนาแน่นของพลังงานเฉลี่ยที่โฟกัส และลดการสร้างพลาสมาคลาวด์ ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้เลเซอร์โหมดเดี่ยว 2000W เพื่อตัดเหล็กสเตนเลสขนาด 1 มม. ที่กำลังเต็มกำลังและโฟกัสเป็นศูนย์ ความเร็วในการตัดไม่เหมาะนักเนื่องจากอิทธิพลของพลาสมาคลาวด์ เมื่อกำลังตัดลดลงเหลือ 1800W ความเร็วตัดจะเพิ่มขึ้น 50%

3. ขยายร่องตัดให้กว้างขึ้นอย่างเหมาะสม การขยายรอยตัดไม่เพียงแต่เป็นช่องทางที่กว้างขึ้นสำหรับพลาสมาคลาวด์ที่จะกระจายลงด้านล่าง ซึ่งช่วยลดผลกระทบของพลาสมาคลาวด์ในการตัด แต่ยังช่วยเร่งการปล่อยตะกรันในรอยตัดและเพิ่มเอฟเฟกต์การตัด

4. ลดความสูงของการตัดให้เหมาะสม ความสูงของการตัดไม่เพียงแต่กำหนดความหนาของพลาสมาคลาวด์โดยตรงระหว่างหัวฉีดและพื้นผิวของวัสดุโลหะ (ยิ่งระยะห่างสั้น พลาสมาคลาวด์ก็จะบางลง) แต่ยังใกล้กับหัวฉีดตัดมากขึ้น ความดันของการตัดก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย ก๊าซตัดที่ถูกปล่อยออกมาจากศูนย์กลางของหัวฉีด (ดูรูปที่ 2) แรงดันอากาศในการตัดที่เพิ่มขึ้นช่วยเร่งการกระจายตัวของพลาสมาคลาวด์ใต้หัวฉีด และลดการกำบังของเลเซอร์ที่ตกกระทบโดยพลาสมาคลาวด์ ดังนั้นเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของหัวตัด ยิ่งระยะห่างต่อไปนี้สั้นเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น

5. ใช้หัวตัดที่เหมาะสม หัวฉีดที่เหมาะสมสามารถเพิ่มอัตราการไหลของก๊าซได้โดยไม่ต้องเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีด และสามารถเร่งการกระจายตัวของเมฆพลาสมาโลหะได้

6. เพิ่มอุปกรณ์เป่าด้านข้างและอุปกรณ์ระบายความร้อนหัวฉีดเข้ากับหัวตัด อุปกรณ์เป่าด้านข้างใช้เพื่อเป่าพลาสมาคลาวด์บางส่วนออกไป และลดการสะสมของพลาสมาคลาวด์ใต้หัวฉีด อุปกรณ์ทำความเย็นหัวฉีดสามารถลดผลกระทบทางความร้อนของพลาสมาคลาวด์บนหัวฉีด และหลีกเลี่ยงการส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์ประสิทธิภาพการเก็บประจุของหัวฉีด

7. ใช้ตัวปรับความสูง ตัวเก็บประจุ อัตราการสุ่มตัวอย่างสูง ตัวควบคุมความสูงแบบเก็บประจุอัตราการสุ่มตัวอย่างสูงไม่เพียงแต่รับประกันความแม่นยำต่อไปนี้เท่านั้น แต่ยังตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในพลาสมาคลาวด์ใต้หัวฉีดด้วยการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของค่าความจุ ด้วยการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในพลาสมาคลาวด์ เครื่องมือกลสามารถใช้มาตรการต่างๆ เช่น การชะลอตัว การหยุดชั่วคราว และการตัดแบบพัลส์ เพื่อลดผลกระทบของพลาสมาคลาวด์ต่อการตัด