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此外，光還具有波的性質(zhì),，因此,，不可避免地會出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，衍射會使光束在傳播過程中發(fā)生橫向擴(kuò)展,，該現(xiàn)象存在于所有的光學(xué)系統(tǒng)中,，能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值。
激光切割的優(yōu)點(diǎn)之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2,。由于能量密度與面積成反比,，所以焦點(diǎn)光斑直徑盡可能的小，以便產(chǎn)生一窄的切縫,；同時焦點(diǎn)光斑直徑還和透鏡的焦深成正比,。聚焦透鏡焦深越小,焦點(diǎn)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激光切割機(jī)工業(yè)應(yīng)用中采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距,。實(shí)際焦點(diǎn)光斑直徑在0.1~0.4mm之間。對于高質(zhì)量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關(guān)。
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由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用,，當(dāng)光路長度變化時,，作用在透鏡表面的光束直徑時刻發(fā)生著變化，這就會引起焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的變化,，但對焦點(diǎn)位置的影響很小,。如果焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化，必然會對加工產(chǎn)生很大影響,，比如,，會造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會割不透或燒蝕板材等 ,。
激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫,，而氣體本身不參于切割。激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度,。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量,。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收,。相當(dāng)大切割速度隨著激光功率的增加而增加,，隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下,，限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率,。激光熔化切割對于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。產(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度,，對于鋼材料來說,，在104W/cm2～105 W/cm2之間。
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熔化切割一般使用惰性氣體,，如果代之以氧氣或其它活性氣體,，材料在激光束的照射下被點(diǎn)燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源,，使材料進(jìn)一步加熱,，稱為氧化熔化切割。
  對于容易受熱破壞的脆性材料,，通過激光束加熱進(jìn)行高速,、可控的切斷，稱為控制斷裂切割,。這種切割過程主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域,，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形，導(dǎo)致材料形成裂縫,。只要保持均衡的加熱梯度,，激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生,。
由于此效應(yīng)，對于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼,，采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面,，該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差,。實(shí)際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度,、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量,。激光火焰切割在加工精密模型和尖角時是不好的（有燒掉尖角的危險）?？梢允褂妹}沖模式的激光來限制熱影響,，激光的功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下,，限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和材料的熱傳導(dǎo)率,。
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激光切割機(jī)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是光、機(jī),、電一體化的綜合技術(shù),。在激光切割機(jī)中激光束的參數(shù)、機(jī)器與數(shù)控系統(tǒng)的性能和精度都直接影響激光切割的效率和質(zhì)量,。特別是對于切割精度較高或厚度較大的零件,必須掌握和解決以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：
例如用5〃的透鏡切碳鋼,焦深為焦距的+2%范圍內(nèi),即5mm左右,。因此控制焦點(diǎn)相對于被切材料表面的位置十分重要。顧慮到切割質(zhì)量,、切割速度等因素,原則上6mm的金屬材料,焦點(diǎn)在表面上,； 6mm的碳鋼,焦點(diǎn)在表面之上； 6mm的不銹鋼,焦點(diǎn)在表面之下,。具體尺寸由實(shí)驗(yàn)確定,。
焦點(diǎn)，使焦點(diǎn)處達(dá)到高的功率密度,，其中切割頭固定在z軸上,。這時，光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射,、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量,，材料很快被加熱到熔化與汽化溫度，與此同時,，一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出,，形成材料切割的孔洞。隨著焦點(diǎn)與材料的相對運(yùn)動,，使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫,，完成材料的切割
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目前,，民用激光發(fā)生器由于制造成本等原因，所發(fā)出的激光光束都具有一定的發(fā)散角,，呈“錐形”,。當(dāng)“錐形”的高度改變時（相當(dāng)于激光切割機(jī)光路長度改變），聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變,。
在激光熔化切割中,，工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因?yàn)椴牧系霓D(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下,，所以該過程被稱作激光熔化切割,。
激光切割技術(shù)有兩種： 一種是脈沖激光適用于金屬材料。第二種是連續(xù)激光適用于非金屬材料,，后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域,。
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