При газолазерной резке (ГЛР) металлов с поддувом кислорода струя кислорода выполняет тройную функцию. Сначала кислород способствует предварительному окислению металла и уменьшению его отражательной способности. Затем происходит переход к воспламенению и горению и теплота экзотермической реакции усиливает термическое действие лазерного излучения. Наконец, струя сдувает и уносит из зоны ГЛР расплав и продукты сгорания металла, обеспечивая одновременно приток кислорода непосредственно к фронту реакции горения. Последняя функция струи кислорода является наиболее важной, так как в этом случае удается получить чистый, качественный рез значительно большей глубины, чем в отсутствие поддува. Кроме того, струя сокращает время остывания материала.

Окисление металла. Окисление металла происходит на фронтальной поверхности струи режущего кислорода с образованием тонкой прослойки жидкого металла на границе раздела между жидкой пленкой оксидов (шлаков) и твердым металлом.

Взаимодействие струи кислорода с разрезаемым металлом происходит через ламинарный поверхностный слой, соприкасающийся со стекающими по лобовой поверхности реза жидкими оксидами. При интенсивном поглощении кислорода металлом слабое перемешивание газа в поверхностном ламинарном слое повышает в нем концентрацию инертных примесей (азота, аргона, оксида углерода и др.) и увеличивает сопротивление слоя переходу кислорода из струи газа в шлаки и металл. Ламинарная прослойка проявляет эффект «запирающего слоя», в котором тормозящее влияние примесей на скорость реакции окисления при изменении их содержания в кислороде многократно усиливается. Концентрация реактивных примесей в газовой прослойке непостоянна по сечению кислородной струи и увеличивается в нижней части реза в результате израсходования кислорода на окисление железа по мере течения струи в глубь металла. Толщина этой прослойки зависит от исходного содержания примесей и газодинамических условий, возникающих на границе контакта кислородной струи с поверхностью реза.

Механизмы газолазерной резки при использовании кислорода. В зависимости от режима облучения и свойств разрезаемого металла можно выделить два различных механизма ГЛР. Для первого из них характерен существенный вклад теплоты реакции горения металла в общий тепловой баланс. Такой механизм резки, как правило, реализуется для материалов, подверженных воспламенению и горению ниже точки плавления и образующих жидкотекучие оксиды, например для мало — и средне-углеродистых сталей, титана и его сплавов. При ГЛР этих материалов возможны два режима: режим управляемой резки, когда теплоты экзотермической реакции недостаточно для самопроизвольного распространения фронта горения на всю поверхность, обдуваемую струей кислорода, и режим неуправляемой, так называемой автогенной резки, когда металл горит за счет теплоты реакции по всей поверхности контакта с газовой струей, Увеличив скорость перемещения луча, можно перевести режим ГЛР из автогенного в управляемый.
Другой механизм резки заключается в том, что мате риал не горит, а плавится, и газовая струя удаляет расплав из зоны реза. Этот механизм резки характерен для металлов и сплавов, у которых мал тепловой эффект реакции горения, а также для тех, у которых при взаимодействии с кислородом образуется тугоплавкий оксид Примером могут служить высокоуглеродистые и легированные стали, медь, алюминий и т.п.