1. Cắt bay hơi.
Trong quá trình cắt bay hơi bằng laser, nhiệt độ bề mặt vật liệu tăng lên đến điểm sôi nhanh đến mức tránh được sự nóng chảy do dẫn nhiệt; do đó, một phần vật liệu bốc hơi và biến mất, trong khi phần còn lại bị dòng khí hỗ trợ thổi bay khỏi đáy rãnh. Quá trình này đòi hỏi năng lượng laser rất cao.
Để ngăn hơi vật liệu ngưng tụ trên thành rãnh, độ dày vật liệu không được vượt quá đáng kể đường kính chùm tia laze. Do đó, quá trình này chỉ phù hợp cho các ứng dụng cần tránh việc đẩy vật liệu nóng chảy ra ngoài. Trong thực tế, nó chỉ được sử dụng cho một số lượng rất hạn chế các hợp kim gốc sắt.
Quá trình này không thể áp dụng cho các vật liệu như gỗ và một số đồ gốm nhất định, không có pha lỏng và do đó khó có thể xảy ra hiện tượng tái ngưng tụ hơi; hơn nữa, những vật liệu này thường yêu cầu vết cắt sâu hơn. Trong quá trình cắt hóa hơi bằng laser, việc lấy nét chùm tia tối ưu phụ thuộc vào độ dày vật liệu và chất lượng chùm tia. Công suất laser và nhiệt bay hơi chỉ có ảnh hưởng hạn chế đến vị trí tiêu điểm tối ưu. Đối với độ dày tấm nhất định, tốc độ cắt tối đa tỷ lệ nghịch với nhiệt độ hóa hơi của vật liệu. Mật độ công suất laser yêu cầu vượt quá 10⁸ W/cm2 và phụ thuộc vào vật liệu, độ sâu cắt và vị trí tiêu điểm của chùm tia. Với công suất laser đủ và độ dày tấm cố định, tốc độ cắt tối đa bị giới hạn bởi tốc độ tia khí.
2. Cắt hợp nhất.
Trong quá trình cắt nhiệt hạch bằng laser, phôi bị nóng chảy cục bộ và vật liệu nóng chảy được đẩy ra bởi dòng khí. Do quá trình chuyển vật liệu chỉ xảy ra ở trạng thái lỏng nên quá trình này được gọi là cắt nhiệt hạch bằng laser.
Chùm tia laze kết hợp với khí hỗ trợ trơ có độ tinh khiết cao đẩy vật liệu nóng chảy ra khỏi vết cắt, trong khi bản thân khí không tham gia vào phản ứng cắt. Cắt nhiệt hạch bằng laser đạt được tốc độ cắt cao hơn so với cắt hóa hơi, vì năng lượng cần thiết cho quá trình hóa hơi thường cao hơn năng lượng cần thiết để nấu chảy. Trong quá trình cắt nhiệt hạch bằng laser, chùm tia laser chỉ bị hấp thụ một phần. Tốc độ cắt tối đa tăng theo công suất laser và giảm dần theo tỷ lệ nghịch khi độ dày tấm và nhiệt độ nóng chảy vật liệu tăng lên. Đối với một công suất laser nhất định, các yếu tố giới hạn là áp suất khí trong rãnh và độ dẫn nhiệt của vật liệu. Cắt nhiệt hạch bằng laser có thể tạo ra các cạnh cắt không bị oxy hóa trên vật liệu kim loại màu và titan. Đối với thép, mật độ năng lượng laser cần thiết để làm nóng chảy vật liệu mà không làm bay hơi nó dao động từ $10^4$ W/cm² đến $10^5$ W/cm².
3. Cắt bằng phản ứng tổng hợp oxy hóa (cắt bằng ngọn lửa laser).
Cắt nhiệt hạch thường sử dụng khí trơ; tuy nhiên, nếu sử dụng oxy hoặc khí phản ứng khác thay thế, vật liệu sẽ bốc cháy dưới chùm tia laze. Phản ứng hóa học mạnh mẽ với oxy sẽ tạo ra một nguồn nhiệt bổ sung làm nóng thêm vật liệu; quá trình này được gọi là cắt nhiệt hạch oxy hóa.
Do hiệu ứng này, phương pháp này đạt được tốc độ cắt cao hơn so với cắt nóng chảy tiêu chuẩn đối với kết cấu thép có cùng độ dày. Mặt khác, chất lượng cắt có thể kém hơn so với cắt nhiệt hạch. Trong thực tế, nó dẫn đến các đường cắt rộng hơn, độ nhám bề mặt tăng, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) lớn hơn và chất lượng cạnh kém hơn. Cắt ngọn lửa bằng laser không phù hợp để xử lý các mô hình chính xác hoặc các góc nhọn (do nguy cơ cháy các góc). Chế độ laser xung có thể được sử dụng để hạn chế vùng bị ảnh hưởng nhiệt, với công suất laser xác định tốc độ cắt. Với công suất laser không đổi, các yếu tố hạn chế là nguồn cung cấp oxy và tính dẫn nhiệt của vật liệu.
4. Cắt gãy có kiểm soát.
Đối với các vật liệu giòn dễ bị hư hỏng do nhiệt, việc phân tách tốc độ cao, có thể kiểm soát được thông qua quá trình gia nhiệt bằng chùm tia laze được gọi là cắt đứt gãy có kiểm soát. Quá trình này chủ yếu liên quan đến việc làm nóng một vùng nhỏ của vật liệu giòn bằng chùm tia laze, tạo ra gradient nhiệt dốc và biến dạng cơ học đáng kể khiến hình thành vết nứt. Bằng cách duy trì độ dốc gia nhiệt cân bằng, chùm tia laser có thể hướng dẫn vết nứt lan truyền theo bất kỳ hướng mong muốn nào.
