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。此外，光还具有波的性质，因此，不可避免地会出现衍射现象，衍射会使光束在传播过程中发生横向扩展，该现象存在于所有的光学系统中，能够决定这些系统在性能方面的理论极限值。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。

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,后气体膨胀到大气压力Pa。从激光发生器发出的光束经过反射镜1、2、3到达切割部件上的聚焦透镜，聚焦后在待加工材料表面形成光斑。研究工作表明随着Pn的增加,气流流速增加,Pc也不断增加。

金属激光切割机的激光硬化处理工艺特点：

　　1、材料表面的高速加热和高速自冷。

　　2、激光硬化处理后的工件表面硬度高，比常规淬火要高5%～20%，可获得极细的硬化层***。

　　3、由于激光加热速度快，因而热影响区小，淬火应力及变形小。

　　4、可以对形状复杂的零件和不能使用其他常规方法处理的零件进行局部硬化处理。同时，也可以根据需要在同一零件的不同部位进行不同的激光硬化处理。

　　5、激光硬化工艺周期短，生产，工艺过程易实现计算机控制，自动化程度高，可纳入生产流水线。

　　6、激光硬化靠热量由表及里的传导自冷，无需冷却介质，对环境无污染。