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焦點位置控制技術：

激光切割的優(yōu)點之一是光束的能量密度高,一般>10W/cm2。由于能量密度與4/πd2成正比,所以焦點光斑直徑盡可能的小,以便產生一窄的切縫；同時焦點光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡焦深越小,焦點光斑直徑就越小。但切割有飛濺,透鏡離工件太近容易將透鏡損壞,因此一般大功率CO2激光切割工業(yè)應用中廣泛采用5〃~7.5〃??(127~190mm)的焦距。實際焦點光斑直徑在0.1~0.4mm之間。對于高質量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關。例如用5〃的透鏡切碳鋼,焦深為焦距的+2%范圍內,即5mm左右。因此控制焦點相對于被切材料表面的位置十分重要。顧慮到切割質量、切割速度等因素原則上<6mm的金屬材料,焦點在表面上；>6mm的碳鋼,焦點在表面之上；>6mm的不銹鋼,焦點在表面之下。具體尺寸由實驗確定。

在工業(yè)生產中確定焦點位置的簡便方法有三種：

（1）打印法：使切從上往下運動,在塑料板上進行激光束打印,打印直徑處為焦點。

（2）斜板法：用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動,尋找激光束的處為焦點。

（3）藍色火花法：去掉噴嘴,吹空氣,將脈沖激光打在不銹鋼板上,使切從上往下運動,直至藍色火花處為焦點。

CO2激光器切割技術正在我國工業(yè)生產中得到越來越多的應用，國外正研究開發(fā)更高切割速度和更厚鋼板的切割技術與裝置。為了滿足工業(yè)生產對質量和生產效率越來越高的要求，必須重視解決各種關鍵技術及執(zhí)行質量標準，以使這一新技術在我國獲得更廣泛的應用。為進一步提高激光切割速度，可根據空氣動力學原理，在提高噴嘴壓力的前提下不產生正激波，設計制造一種縮放型噴嘴，即拉伐爾(Laval)噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結構。德國漢諾威大學激光中心使用500W CO2激光器，透鏡焦距2.5〃，采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗，見圖4。試驗結果如圖5所示：分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下，切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數關系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa(或4bar)時切割速度只能達到2.75m/min(碳鋼板厚為2mm)。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。