激光切割碳钢板用什么喷嘴

㈠ 激光切割机二次穿孔参数10mm碳钢该怎么设置

激光切割机穿孔参数如何调节呢？

我们以1000w的激光切割机为例，需要在5mm的钢板上穿孔。

穿孔影响因素有：渐进时间、喷嘴高度，气体的类型，气压大小，功率的大小，和占空比，还有脉冲的频率，包括激光头焦点的位置（自动调节焦点的激光头能更高效率的穿孔，并且保证了穿孔的质量）

根据切割系统，我们5mm大概需要2级的穿孔（如图所示）

接下来我们根据板子的材料来选择正确的气体，5mm的碳钢板我们在这里选择的是氧气穿孔和氧气切割（如图）

图中我们把第一级和第二季的气体种类都标记了出来，因为是5mm的碳钢板用的两级穿孔所有我们第一级和第二级的气体需要统一

所有我们把第一级和第二级的气体类型都选择成为“氮气”！

氮气切割那我们得认识下氮气到底是个什么样的气体

氮气
一些金属在切割的时候采用氧气会在切割面上形成氧化膜，采用氮气就可以进行防止氧化膜出现的无氧化切割。无氧化切割面具有可以直接进行熔接、涂抹，耐腐蚀性强等特点。切口端面发白。
适用的板材有不锈钢，电镀钢板，黄铜，铝，铝合金等。

武汉双成激光设备制造有限公司是一家集专业激光成套设备研发、生产、销售为一体的高新技术企业，坐落于中国激光发源地“”湖北.武汉“”。致力为全球用户提供激光智能切割装备、焊接装备、自动化生产线等全系列解决方案。

㈡ 激光切割机单层喷嘴与双层喷嘴有何区别

对于单层激光喷嘴而言，在日常生产中，运用最广泛的仍然是三种激光切割机喷嘴：
其中运用最广泛的就是锥形喷嘴，具有切割质量好，切割精度高的优点。其一般用于氮气切割不锈钢，或是精度，表面要求高的精细切割。
市场上的双层激光喷嘴其实就是实验室研究的超音速喷嘴的简化版本，

气体在通过内芯后，会经过二次膨胀，提高气体速度，然后再通过端部孔到达工作面。这样的好处就是能减少激波产生，提高气体速度，从而提高气体参与切割，带走熔渣，热量的效率。通过用内芯这种方式能减少加工难度，但另一个副作用就是其效果不如真正的超音速喷嘴效果好！而且内芯的装配要求很高，很多喷嘴加工厂在做双层喷嘴时，常常发生内芯脱落，内芯装歪，同心度超标等严重不良！
双层喷嘴因其气体流速高，一般用于高速切割。用氧气切割碳钢一般选用双层喷嘴，其速度快，但切缝宽，而且切割面会发黑（氧化)。

㈢ 激光切割需要哪些气体

激光切割机可以使用的辅助气体主要有氧气、氮气、空气以及氩气这几种。内

㈣ 激光切割机使用方法

开机步骤：打开总开关→打开水冷机→打开伺服控制器（启动按钮）→打开电脑（按钮）。
一切板：（每次开机、换喷嘴时要回原点一次、标定一次:数控→BCS100→回原点→确定；BCS100→F1标定→2浮头标定→将喷嘴靠近板面→确定→显示优→确定;换喷嘴时要打同轴：用胶带粘在喷嘴下，按激光点射看点是不是在圆的中心）将钥匙拧到切板方向→打开切板软件→开气→拧开激光器（注意此时水温必须在22℃-26℃才能开激光器）→左键单击文件→点击读取→选取***.dxf文件（要切得图形，必须是dxf格式）→点击工艺参数（F2）（有锈的选择带模切、孔多时选预穿孔；切薄板时可将工艺中的慢速起步去掉，厚板可设置慢速起步）→选取多厚的板材（f:焦距；O2:氧气气压；PZ:喷嘴；焦距气压喷嘴大小需要根据显示在切割头手动调；喷嘴d代表双层，适用于切碳钢板；喷嘴s代表单层，适用于切不锈钢、镀锌板材）→根据右下角的显示更换喷嘴、调气压、调整焦距。
①切一个图形时：单击排序（小图优先）→按住左键选中图形→单击阴切或者阳切（阴切是从线内开始切，线内的不要；阳切是从线外开始切，线外的不要）→选中图形→引线（在检查一下阴切或阳切对不对，板厚的引线长度6mm左右，薄板3mm左右；引线位置可通过按图形总长设定）→打开光阀→找一点→点停靠（板在右下停在右下、板在左下停在左下）→走边框→遥控器开始切。（也可找到一个点后在软件上标记→走边框→切，下次直接返回标记走边框不需要再找点！）
②切一排时：选中一个图形→复杂图形选顺序小图优先（简单图形忽略此步）→起点A→全选→阵列→1*10行偏移0，列偏移0→全选→共边→全选→炸开（左下角）→全选阴切或阳切→引线（厚板引线长≥5mm，薄板3mm；注意看引线位置）→看一下排序→模拟→走边框→开始切割。
③切几排时：选择一个要切的图形→选择最边框清除引入引出线→全选→复杂图形先排序选小图优先（简单图形忽略此步）→全选→阵列→全选→共边（选择横平竖直）→全选炸开(里边是不规则图形时只选边框)→设引线（引线角度为0°，复杂图形设为90°；复杂图形复杂图形时可选中里边的图形，左上角选择相似图形→阴切→引线）→看顺序（若不是最佳顺序，可右键指定起始图形）→走边框→开始切。
④针对薄板或小件时为防止倾斜翘边要进行微连：点倒三角→自动微连（厚板：0.5-0.2mm；薄板：1.0-1.2mm）或缺口或桥接。
⑤一整张板排好版切不完第二天继续切时：暂停→停止→标记坐标，开机后→返回坐标→断点继续。
二：切管（每次开机都要回原点）：①打开切管软件→文件→读取图形→点击工艺参数→选取适合厚度的碳钢→根据右下角的显示更换喷嘴、调气压、调整焦距→停靠（必须选最远端）→选中圆→引刀线→3mm→确定→排序从大到小→排序→打开激光器→上管→调好位置，最头距离激光一段距离（4mm）→按住快速不松手自动寻边→最好4个面都寻边记电脑右下X的数值找出3个差不多的→记录一个面的旋转中心（若是扁管，小面朝上记录旋转中心）→切（切的时候看管子是否歪了）。
②由切板→切管：在切板软件下回原点→关闭激光器→关闭切板软件→打开切管软件→由切板扭到切管→移动到左侧回原点→开激光器→上管→点击工艺参数→选取适合厚度的碳钢→根据右下角的显示更换喷嘴、调气压、调整焦距→停靠（必须选最远端）→选中圆→引刀线→3mm→确定→排序从大到小→排序→打开激光器→上管→调好位置，最头距离激光一段距离（4mm）→按住快速不松手自动寻边→记录旋转中心→切。
③由管→板：先将头移动到机床范围内→关激光器→关切管软件开切板软件→回原点→开激光器。
④切圆管：打开软件→圆管直径→输入直径（要输入的直径要比实际小0.5～1mm）→画一条直线手动输入圆管圆孔的直径→圆管切割（需输入角度）→确定→相贯线→相贯直径（即要在圆管上切的圆孔直径）要小于圆管直径→阴切（阳切）→引刀线。
关机：先关伺服→关软件→关电脑→关水冷→总开关→关气。
问题
①切割面出现不光滑时：将速度下降，最低1000→调f（碳钢调大，不锈钢调小）→切割高度调大→调气压（板越厚气压越低，板越薄，气压越大）。
②切的时候发抖，没切透是喷嘴的原因。
③常用：补偿→里面不要；内缩：要里面→外扩。例：要的孔20mm，实际20.1mm，则割缝宽度0.05mm。
④切数字时：把整体分开用左下角的炸开→选中一个→桥接。
⑤切板时：放好板→自动寻边，就不需要手动将板放正，寻边后可直接切。
⑥引线无法设定时，可在显示选择显示不封闭图形。
⑦常用→优化→可将线连上或将部分线去掉。
⑧有圆角的不能共边，有圆弧的图形必须有间隙。J型钩排列时行：-45，列：4。
⑨从上到下：准直镜、聚焦镜、保护镜、陶瓷体、喷嘴。
维护
①水冷机的隔尘网15天清洗一次，换水15天一次。
②定期紧螺丝、上油。
③机床润滑：一直按住SET，显示第一个：20s，加一次20s；一直按显示第二个：240min，一个周期；在一直按SET，则完成。到标签下时加油（机油或齿轮油）。
④导轨和齿轮一个月保养一次：先用气枪吹，再用抹布擦，最后用刷子刷油。

㈤ 激光切割10个厚碳钢板，版面穿孔时有火花溅，有的穿不透，怎么解决，求大神

光纤激光切割机工件切割不透可以从以下三方面分析

1. 辅助气体。众所周知，在使用光纤激光切割机进行切割时需要一定的辅助气体，这时辅助气体必须要有足够的压力以便能够彻底清出切割产生的废渣，一般在切割厚一点的工件时气压要减小一点，粘到工件上的残渣将会破坏切割边缘。增加气体压力可以提高切割速度，但到达一个最大值后，继续增加气体压力反而会引起切割速度的下降。这种干扰会影响熔化效率，有时可能改变模式结构，导致切割质量下降。如果光束过于发散，使光斑过大，甚至会造成不能有效地进行切割的严重后果。
   
   2.工作台的精度。若工作台精度不平或者其它原因，也会导致高精度的激光切割效果。
   3.激光光束。激光器发出的光束为锥形，所以切出来的缝隙也是锥形，在这种情况下，厚度0.4MM的不锈钢就会比3MM的切缝小的多。因此，激光光束的形状是影响金属激光切割机切割精度的一大要素。在这种锥形的激光光束条件下，工件厚度越大，精度也就会越低，因此切缝越大。即使是同一材质，如果材料的成分不同，切割的精度也会有差异。因此，工件材质对激光切割精度也有一定的影响。
   除此之外，以下的几种情况也是导致激光切割机加工不稳定的主要原因：激光头喷嘴的选择与加工板厚不匹配；激光切割线速度过快，需要操作控制减小线速度；喷嘴感应不准导至激光焦点位置误差过大，需重新检测喷嘴感应数据，特别是在切割高反材料时最容易出现。

㈥ 激光切割机喷嘴设计及气流控制技术有什么要求

喷嘴设计及气流控制技术：激光切割钢材时，氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处，从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高，以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此，除光束的质量及其控制直接影响切割质量外，喷嘴的设计及气流的控制（如喷嘴压力、工件在气流中的位置等）也是十分重要的因素。
激光切割用的喷嘴采用简单的结构，即一锥形孔带端部小圆孔。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用紫铜制造，体积较小，是易损零件，需经常更换，因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn(表压为Pg)的气体，称喷嘴压力，从喷嘴出口喷出，经一定距离到达工件表面，其压力称切割压力Pc，最后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加，气流流速增加，Pc也不断增加。
可用下列公式计算：V=8.2d2(Pg+1)
V-气体流速L/min
d-喷嘴直径mm
Pg-喷嘴压力（表压）bar
对于不同的气体有不同的压力阈值，当喷嘴压力超过此值时，气流为正常斜激波，气流速从亚音速向超音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度（n）两因素有关：如氧气、空气的n=5，因此其阈值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。当喷嘴压力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2时（Pn；4bar），气流正常斜激波封变为正激波，切割压力Pc下降，气流速度减低，并在工件表面形成涡流，削弱了气流去除熔融材料的作用，影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴，其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。
为进一步提高激光切割速度，可根据空气动力学原理，在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波，设计制造一种缩放型喷嘴，即拉伐尔（Laval）喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器，透镜焦距2.5〃，采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验，见图4。试验结果如图5所示：分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下，切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa（或4bar）时切割速度只能达到2.75m/min（碳钢板厚为2mm）。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射，使切割压力呈周期性的变化。
第一高切割压力区紧邻喷嘴出口，工件表面至喷嘴出口的距离约为0.5~1.5mm，切割压力Pc大而稳定，是工业生产中切割手扳常用的工艺参数。第二高切割压力区约为喷嘴出口的3~3.5mm，切割压力Pc也较大，同样可以取得好的效果，并有利于保护透镜，提高其使用寿命。曲线上的其他高切割压力区由于距喷嘴出口太远，与聚焦光束难以匹配而无法采用。

㈦ 激光切割机的关键技术

激光切割技术有两种： 一种是脉冲激光适用于金属材料。第二种是连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。

激光切割机的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。在激光切割机中激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件,必须掌握和解决以下几项关键技术：
焦点位置控制技术
激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度与面积成反比，所以焦点光斑直径尽可能的小，以便产生一窄的切缝；同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏，因此一般大功率CO2激光切割机工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上； 6mm的碳钢,焦点在表面之上； 6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。
在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种：
（1）打印法：使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。
（2）斜板法：用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。
（3）蓝色火花法：去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。
对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用：
（1）平行光管。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
（2）在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离（stand off）的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端F轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。如图二所示。
（3）控制聚焦镜（一般为金属反射聚焦系统）的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
（4）飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短；反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。 X,Y工作范围：1300mm*2500mm
切割聚焦镜头：F=80mm最大激光输出功率：500W调继冲频率：$300Hz电源脉冲宽度：0.5ms-2ms激光器：双灯镀金聚光腔切割接口卡：CNC 3000控制卡切割软件：适应PLT,DXF等格式制冷功率：4W重复定位精度：±0.03/300mm空程速度：0-20000mm/min切割速度：0-15000mm/min 切割精度是判断数控激光切割机质量好坏的第一要素。影响数控激光切割机的切割精度的四大因素：
1、激光发生器的激光凝聚的大小。聚集之后如果光斑非常小，则切割精度非常高，要是切割之后的缝隙也非常小。则说明激光切割机的精度非常之高，品质则非常高。但激光器发出的光束为锥形，所以切出来的缝隙也是锥形。这种条件下，工件厚度越大，精度也就会越低，因此切缝越大。
2、工作台的精度。工作台的精度如果非常高，则让切割的精度也随之提高。因此工作台的精度也是衡量激光发生器精度的一个非常重要的因素。
3、激光光束凝聚成锥形。切割时，激光光束是以锥形向下的，这时如果切割的工件的厚度非常大，切割的精度就会降低，则切出来的缝隙就会非常大。
4、切割的材料不同，也会影响到激光切割机的精度。在同样的情况下，切割不锈钢和切割铝其精度就会非常不同，不锈钢的切割精度就会高一些，而且切面也会光滑一些。
一般来说，激光切割质量可以由以下6个标准来衡量。
1.切割表面粗糙度Rz
2.切口挂渣尺寸
3.切边垂直度和斜度u
4.切割边缘圆角尺寸r
5.条纹后拖量n
6.平面度F 切割穿孔技术：任何一种热切割技术,除少数情况可以从板边缘开始外,一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法：
（1）爆破穿孔：(Blast drilling)，材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在要求较高的零件上使用（如石油筛缝管）,只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。
（2）脉冲穿孔：（Pulse drilling）采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的时光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。
此外，脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件：如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种：（1）改变脉冲宽度；（2）改变脉冲频率；（3）同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第（3）种效果最好。 喷嘴设计及气流控制技术： 激光切割钢材时,氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处,从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大,速度要高,以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此，除光束的质量及其控制直接影响切割质量外,喷嘴的设计及气流的控制（如喷嘴压力、工件在气流中的位置等）也是十分重要的因素。
激光切割用的喷嘴采用简单的结构,即一锥形孔带端部小圆孔（如图4）。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用紫铜制造,体积较小,是易损零件,需经常更换,因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn(表压为Pg)的气体,称喷嘴压力,从喷嘴出口喷出,经一定距离到达工件表面,其压力称切割压力Pc,最后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加,气流流速增加,Pc也不断增加。
可用下列公式计算： V=8.2d2(Pg+1)
V-气体流速 L/min
d-喷嘴直径 mm
Pg-喷嘴压力（表压）bar
对于不同的气体有不同的压力阈值,当喷嘴压力超过此值时,气流为正常斜激波,气流速从亚音速向超音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度（n）两因素有关：如氧气、空气的n=5,因此其阈值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。当喷嘴压力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2时（Pn；4bar）,气流正常斜激波封变为正激波,切割压力Pc下降,气流速度减低,并在工件表面形成涡流,削弱了气流去除熔融材料的作用,影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴,其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。
为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔（Laval）喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器,透镜焦距2.5〃,采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验,见图4。试验结果如图5所示：分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa（或4bar）时切割速度只能达到2.75m/min（碳钢板厚为2mm）。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射,使切割压力呈周期性的变化。
第一高切割压力区紧邻喷嘴出口,工件表面至喷嘴出口的距离约为0.5~1.5mm,切割压力Pc大而稳定,是工业生产中切割手扳常用的工艺参数。第二高切割压力区约为喷嘴出口的3~3.5mm,切割压力Pc也较大,同样可以取得好的效果,并有利于保护透镜,提高其使用寿命。曲线上的其他高切割压力区由于距喷嘴出口太远,与聚焦光束难以匹配而无法采用。

㈧ 激光切割中，超音速喷嘴一般适用于切割厚度多大的材料适合于切割非金属吗气体压力不能小于多少

所谓超音速喷嘴是指喷出的气体速度是超音速的，主要是对切割的质量有很大帮助，但是价格昂贵。如果是切割3mm后的碳钢和不锈钢，普通喷嘴就够了，切割讲的是速度和质量，影响这两个条件最大的是激光器的功率和床体本身的精度及运动控制结构和系统。
第二、由于切割金属和非金属的激光波长不一样，所以切割金属的激光器不适合切割非金属。
第三、气体压力的大小跟你使用气体的种类有关，氧气切割、空气切割、氮气切割的压力都不一样。

㈨ 激光切割技术是什么

CO2激光切割的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。
激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件，必须掌握和解决以下几项关键技术：
焦点位置控制技术
激光切割的优点之一是光束的能量密度高，一般10W/cm2。由于能量密度与4/πd2成正比，所以焦点光斑直径尽可能的小，以便产生一窄的切缝；同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小，焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅，透镜离工件太近容易将透镜损坏，因此一般大功率CO2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞（127~190mm）的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割，有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢，焦深为焦距的+2%范围内，即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素，原则上6mm的金属材料，焦点在表面上； 6mm的碳钢，焦点在表面之上； 6mm的不锈钢，焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。
在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种：（1）打印法：使切割头从上往下运动，在塑料板上进行激光束打印，打印直径最小处为焦点。（2）斜板法：用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动，寻找激光束的最小处为焦点。（3）蓝色火花法：去掉喷嘴，吹空气，将脉冲激光打在不锈钢板上，使切割头从上往下运动，直至蓝色火花最大处为焦点。对于飞行光路的切割机，由于光束发散角，切割近端和远端时光程长短不同，聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大，焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化，国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用：
（1）平行光管。这是一种常用的方法，即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理，扩束后的光束直径变大，发散角变小，使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
（2）在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴，它与控制喷嘴到材料表面距离（stand off）的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端F轴也同时移动，使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。如图二所示。
（3）控制聚焦镜（一般为金属反射聚焦系统）的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时，自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
（4）飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短；反之当切割近端光程减小时，使补偿光路增加，以保持光程长度一致。
切割穿孔技术
任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔，然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基该方法：
（1）爆破穿孔：（Blast drilling），材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑，然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关，爆破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大，且不圆，不宜在要求较高的零件上使用（如石油筛缝管），只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。
（2）脉冲穿孔：（Pulse drilling）采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小，其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的时光束的时间和空间特性，因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件：如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实，具体方法有以下三种：（1）改变脉冲宽度；（2）改变脉冲频率；（3）同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明，第（3）种效果最好。
喷嘴设计及气流控制技术
激光切割钢材时，氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处，从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高,以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此除光束的质量及其控制直接影响切割质量外，喷嘴的设计及气流的控制（如喷嘴压力、工件在气流中的位置等）也是十分重要的因素。目前激光切割用的喷嘴采用简单的结构，即一锥形孔带端部小圆孔（如图4）。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用
紫铜制造，体积较小，是易损零件，需经常更换，因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn（表压为Pg）的气体，称喷嘴压力，从喷嘴出口喷出，经一定距离到达工件表面，其压力称切割压力Pc，最后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加，气流流速增加，Pc也不断增加。
可用下列公式计算：V=8.2d2(Pg+1）
V-气体流速 L/min
d-喷嘴直径 mm
Pg-喷嘴压力（表压）bar
对于不同的气体有不同的压力阈值，当喷嘴压力超过此值时，气流为正常斜激波，气流速从亚音速向超音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度（n）两因素有关：如氧气、空气的n=5，因此其阈值Pn=1bar×（1.2）3.5=1.89bar。当喷嘴压力更高Pn/Pa=（1+1/n)1+n/2时（Pn；4bar），气流正常斜激波封变为正激波，切割压力Pc下降，气流速度减低，并在工件表面形成涡流，削弱了气流去除熔融材料的作用，影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴，其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。
为进一步提高激光切割速度，可根据空气动力学原理，在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波，设计制造一种缩放型喷嘴，即拉伐尔（Laval）喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器，透镜焦距2.5〃，采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验，见图4。试验结果如图5所示：分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa（或4bar）时切割速度只能达到2.75m/min（碳钢板厚为2mm）。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射，使切割压力呈周期性的变化。
第一高切割压力区紧邻喷嘴出口，工件表面至喷嘴出口的距离约为0.5~1.5mm，切割压力Pc大而稳定，是目前工业生产中切割手扳常用的工艺参数。第二高切割压力区约为喷嘴出口的3~3.5mm，切割压力Pc也较大，同样可以取得好的效果，并有利于保护透镜，提高其使用寿命。曲线上的其他高切割压力区由于距喷嘴出口太远，与聚焦光束难以匹配而无法采用。