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于不同的氣體有不同的壓力閾值，當噴嘴壓力超過(guò)此值時(shí)，氣流為正常斜激波，氣流速從亞音速向超音速過(guò)渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關(guān)：如氧氣、空氣的n=5，因此其閾值Pn=1bar×（1.2）3.5=1.89bar。當噴嘴壓力更高Pn/Pa=（1+1/n)1+n/2時(shí)（Pn；4bar），氣流正常斜激波封變?yōu)檎げ?，切割壓力Pc下降，氣流速度減低，并在工件表面形成渦流，削弱了氣流去除熔融材料的作用，影響了切割速度。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴，其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。

為進(jìn)一步提高激光切割速度，可根據空氣動(dòng)力學(xué)原理，在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)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(xué)激光中心使用500WCO2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(jiàn)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(guān)系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時(shí)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(shí)切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。應指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數。由于斜激波在氣流的邊界多次反射，使切割壓力呈周期性的變化。
關(guān)鍵技術(shù)三
高切割壓力區緊鄰噴嘴出口，工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm，切割壓力Pc大而穩定，是如今工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數。第二高切割壓力區約為噴嘴出口的3~3.5mm，切割壓力Pc也較大，同樣可以取得好的效果，并有利于保護透鏡，提高其使用壽命。曲線(xiàn)上的其他高切割壓力區由于距噴嘴出口太遠，與聚焦光束難以匹配而無(wú)法采用。
綜上所述，CO2激光器切割技術(shù)正在中國工業(yè)生產(chǎn)中得到越來(lái)越多的應用,國外正研究開(kāi)發(fā)更高切割速度和更厚鋼板的切割技術(shù)與裝置。為了滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)對質(zhì)量和生產(chǎn)效率越來(lái)越高的要求，必須重視解決各種關(guān)鍵技術(shù)及執行質(zhì)量標準，以使這一新技術(shù)在中國獲得更廣泛的應用。
切割工藝
汽化切割

在高功率密度激光束的加熱下，材料表面溫度升至沸點(diǎn)溫度的速度是如此之快，足以避免熱傳導造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。一些不能熔化的材料，如木材、碳素材料和某些塑料就是通過(guò)這種汽化切割方法切割成形的。
汽化切割過(guò)程中，蒸汽隨身帶走熔化質(zhì)點(diǎn)和沖刷碎屑，形成孔洞。汽化過(guò)程中，大約40%的材料化作蒸汽消失，而有60%的材料是以熔滴的形式被氣流驅除的。
熔化切割
當入射的激光束功率密度超過(guò)某一值后，光束照射點(diǎn)處材料內部開(kāi)始蒸發(fā)，形成孔洞。一旦這種小孔形成，它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金屬壁所包圍，然后，與光束同軸的輔助氣流把孔洞周?chē)娜廴诓牧蠋ё?。隨著(zhù)工件移動(dòng)，小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。激光束繼續沿著(zhù)這條縫的前沿照射，熔化材料持續或脈動(dòng)地從縫內被吹走。
氧化熔化

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)反應而產(chǎn)生另一熱源，稱(chēng)為氧化熔化切割。具體描述如下：
⑴材料表面在激光束的照射下很快被加熱到燃點(diǎn)溫度，隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應，放出大量熱量。在此熱量作用下，材料內部形成充滿(mǎn)蒸汽的小孔，而小孔的周?chē)鸀槿廴诘慕饘俦谒鼑?br />⑵燃燒物質(zhì)轉移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，同時(shí)氧氣擴散通過(guò)熔渣到達點(diǎn)火前沿的快慢也對燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高，燃燒化學(xué)反應和去除熔渣的速度也越快。當然，氧氣流速不是越好，因為流速過(guò)快會(huì )導致切縫出口處反應產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻，這對切割質(zhì)量也是不利的。
⑶顯然，氧化熔化切割過(guò)程存在著(zhù)兩個(gè)熱源，即能和氧與金屬化學(xué)反應產(chǎn)生的熱能。據估計，切割鋼時(shí)，氧化反應放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。
很明顯，與惰性氣體比較，使用氧作輔助氣體可獲得較高的切割速度。
⑷在擁有兩個(gè)熱源的氧化熔化切割過(guò)程中，如果氧的燃燒速度高于激光束的移動(dòng)速度，割縫顯得寬而粗糙。如果激光束移動(dòng)的速度比氧的燃燒速度快，則所得切縫狹而光滑。
控制斷裂
對于容易受熱破壞的脆性材料，通過(guò)激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷，稱(chēng)為控制斷裂切割。這種切割過(guò)程主要內容是：激光束加熱脆性材料小塊區域，引起該區域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。
要注意的是，這種控制斷裂切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割特大封閉外形也不容易獲得成功?？刂茢嗔亚懈钏俣瓤?，不需要太高的功率，否則會(huì )引起工件表面熔化，破壞切縫邊緣。其主要控制參數是激光功率和光斑尺寸大小。
切割程序

1、交點(diǎn)位置的檢出。激光切割前需先根據材質(zhì)調整光束焦點(diǎn)在工件上的位置，由于激光束，特別是CO2氣體激光，一般肉眼看不到，可采用楔形丙烯塊檢測出焦點(diǎn)位置，然后調節割炬的高度，使焦點(diǎn)處于設定位置。
2、穿孔操作要點(diǎn)。世紀切割加工時(shí)，有的零件從板材的內部開(kāi)始切割，這就要先在板材上打孔。一種方法是采用連續激光，在薄板上穿孔，可以用正常的輔助氣體壓力，光束照射0.2~1s就能貫穿工件，然后即可轉入切割。當工件厚度較大（如板厚為2~4mm）時(shí)，采用正常的氣體壓力穿孔，在工件表面上會(huì )形成尺寸比較大的溶坑。不但影響切割質(zhì)量，而且熔融物質(zhì)濺出可能損壞透鏡或噴嘴。此時(shí)宜適當增大輔助氣體的壓力，同事略微增大噴嘴的孔徑與工件的距離。這種方法的缺點(diǎn)是氣體流量增加并使切割速度降低。
3、防止工件銳角轉折處的燒熔。用連續激光切割帶有銳角零件時(shí)，如切割參數匹配或操作不當，在銳角的轉折處很容易發(fā)生自燒熔，不能形成轉角處的尖角。這不僅使該部位的質(zhì)量變差，而且還會(huì )影響隨后的切割。解決這一問(wèn)題的方法是選擇適宜的切割參數，而采用脈沖激光切割時(shí)不存在銳角轉折處的燒熔問(wèn)題。
競爭優(yōu)勢
激光切割機是鈑金加工的一次工藝革命，是鈑金加工中的“加工中央”；激光切割機柔性化程度高，切割速度快，出產(chǎn)效率高，產(chǎn)品出產(chǎn)周期短，為客戶(hù)贏(yíng)得了廣泛的市場(chǎng)，該技術(shù)的有效生命期長(cháng)，國外超過(guò)2毫米厚度的板材大都采用激光切割機，很多國外的專(zhuān)家一致以為今后30-40年是激光加工技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期。

一般來(lái)講，建議以12mm以?xún)鹊奶间摪濉?0mm以?xún)鹊牟讳P鋼板等金屬材料切割推薦使用激光切割機。激光切割機無(wú)切削力，加工無(wú)變形：無(wú)刀具磨損，材料適應性好：無(wú)論是簡(jiǎn)樸還是復雜零件，都可以用激光一次精密快速成型切割：其切縫窄，切割質(zhì)量好，自動(dòng)化程度高，操縱簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強度低，沒(méi)有污染：可實(shí)現切割自動(dòng)排樣、套料、進(jìn)步了材料利用率，出產(chǎn)本錢(qián)低，經(jīng)濟效益好。
激光切割機選購要考慮的因素很多，除了要考慮目前加工工件的尺寸、材質(zhì)、需要切割的厚度以及原材料幅面的大小外，更多的需要考慮未來(lái)的發(fā)展方向，比如所做產(chǎn)品的技術(shù)改型后要加工的工件大小、鋼材市場(chǎng)所提供材料的幅面針對自己的產(chǎn)品哪種最省料，上下料時(shí)間等等。
市場(chǎng)現狀
我國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，雖然是一個(gè)初步發(fā)展，但在國際科技帶領(lǐng)下已經(jīng)完成了飛躍的發(fā)展，并且比同等質(zhì)量有一個(gè)高階段的突出。以激光切割機來(lái)講，市場(chǎng)的需求高達千萬(wàn)，為廣闊的市場(chǎng)添加了新的生機。自從60年代臺激光設備的誕生和應用開(kāi)始，我國就有多位專(zhuān)家在激光行業(yè)付出了努力，并達到了國際一個(gè)微小的差值。在激光行業(yè)的發(fā)展同時(shí)，激光成套工業(yè)設備也進(jìn)入了生產(chǎn)的市場(chǎng)，擺脫了長(cháng)期依靠國外的局面，解決了國內激光行業(yè)的尷尬局面。
國內經(jīng)濟的飛速發(fā)展，成為激光市場(chǎng)的高產(chǎn)業(yè)支柱，并且可以達到每年20%以上的增長(cháng)速，成為激光市場(chǎng)的一個(gè)新起點(diǎn)，根據專(zhuān)

測，國內的激光市場(chǎng)仍處于高速的增長(cháng)階段，在未來(lái)可以在進(jìn)行翻倍的增加，來(lái)的擴充激光切割設備的市場(chǎng)，填，將國內端激光設備擺脫受困的狀態(tài)，成為國際上的頂梁柱。目前國內的激光產(chǎn)業(yè)主要在深圳、武漢兩地聚集，其中深圳是國內的重要銷(xiāo)售市場(chǎng)，并且以多年的發(fā)展經(jīng)驗，先了其他區域。
購置
單位
一類(lèi)是大中型制造企業(yè)，這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品中有大量板材需要下料、切料，并且具有較強的經(jīng)濟和技術(shù)實(shí)力
加工站
另一類(lèi)單位是加工站（國外稱(chēng)Job Shop），加工站是專(zhuān)門(mén)對外承接激光加工業(yè)務(wù)的，自身無(wú)主導產(chǎn)品。它的存在一方面可滿(mǎn)足一些中小企業(yè)加工的需要；一方面在初期對推廣應用激光切割技術(shù)起到宣傳示范的作用。1999年美國全國共有激光加工站2700家，其中51%從事激光切割工作。八十年代中國激光加工站主要從事工作，九十年代后，激光切割及攻站逐步增加。在此基礎上隨著(zhù)中國大中型的深入和經(jīng)濟實(shí)力的增強，越來(lái)越多的企業(yè)將采用CO2激光切割技術(shù)。
從目前國內應用情況分析，CO2激光切割廣泛應用于12mm厚的低碳鋼板；6mm厚的不銹鋼板及；20mm厚的非金屬材料。對于三維空間曲線(xiàn)的切割，在汽車(chē)、航空工業(yè)中也開(kāi)始獲得了應用。
發(fā)展趨勢

激光切割指采用激光發(fā)射性光束在產(chǎn)品上面打孔，根據水平移動(dòng)來(lái)對應產(chǎn)生的縫隙稱(chēng)為激光切割，激光可以在多產(chǎn)品材料上面切割，如亞克力、刀模板、布料、皮革等行業(yè)都能運用激光進(jìn)行切割，因此激光切割是一種在多行業(yè)切割的新型方案。對于這樣一種新型的切割方法，相對于傳統切割有著(zhù)什么樣的優(yōu)勢呢，下面光博士帶您分析下。
激光是利用物質(zhì)激發(fā)產(chǎn)生光，這種光帶有強烈的溫度，在接觸材料時(shí)候，能夠迅速的在材料表面融化，形成打孔，根據對位對點(diǎn)的移動(dòng)形成了切割，因此這樣的一種切割方法相對于傳統的切割方法，縫隙更小，更能夠省去大部分材料，然而根據切割效果來(lái)定義分析，根據激光進(jìn)行切割的材料，其切割效果能夠滿(mǎn)意，精準度又高，這是繼承了激光的優(yōu)勢，也是普通切割方式不能夠媲美的。
相對于傳統切割方式中，激光切割更易懂、易學(xué)、在商家需求的加工效果，速度方面都有著(zhù)的優(yōu)勢，因此相信在未來(lái)的切割方式選擇中，將是大眾的需求。
市場(chǎng)模式轉變
激光切割加工是指采用激光設備來(lái)給產(chǎn)品進(jìn)行加工，這種模式是針對那種初入激光行業(yè)，并且小型的加工戶(hù)，然而這種模式在現今的社會(huì )都不提倡了，因為激光設備的價(jià)格不再是那種高高在上的設備了，美的技術(shù)發(fā)展，優(yōu)良的加工精細，使得現今的激光設備不再是那樣的昂貴，因為它們的設備有針對行業(yè)性的，這樣能夠省去了以往那種高貴的大功率設備加工，現今的小功率設備也能進(jìn)行加工了，這讓這些想購買(mǎi)的加工不在需要借用他人的設備進(jìn)行加工了，激光切割加工模式逐漸被取代了，這是必然性。
下面分析下激光切割市場(chǎng)以及加工效果，在激光切割市場(chǎng)，凡事了解一點(diǎn)的都清楚，激光切割能夠加工多行業(yè)，然而需要購買(mǎi)加工多行業(yè)的設備，價(jià)格是不菲的，然而如果購買(mǎi)的是單行業(yè)，如

target="_blank">皮革激光切割機等，這些針對行業(yè)的設備，價(jià)格就不是那樣昂貴了，這就是未來(lái)的市場(chǎng)，在其加工效果方面，單行業(yè)的加工效果，肯定針對單行業(yè)其功能是*，能夠滿(mǎn)足此行業(yè)的要求，這些在這些行業(yè)設備介紹中，光博士有提到，因此在如果想采用激光切割加工的商戶(hù)們，不妨去嘗試著(zhù)使用激光切割設備直接自己購買(mǎi)進(jìn)行加工，這樣能夠幫助你實(shí)現以及解決很多的問(wèn)題！
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