大功率激光切割能力

（1）切割厚板的厚度不断提升

目前大功率激光切割机切割铝合金板材厚度可达40mm，不锈钢板材厚度可达130mm，随着大功率激光切割机技术的不断升级，切割材料的厚度还会不断增加，加工厚板的价格会逐渐降低，并加快促进大功率激光切割机在厚板领域中的应用[3]。

（2）切割中薄板的效率倍增

①切割厚度为3～10mm的不锈钢板材时，10 000W激光切割机的切割速度是6000W的两倍以上。②10 000W激光切割机在碳素钢的切割应用中，可以达到18～20mm/s的快速亮面切割，是普通标准切割速度的两倍。③可以用压缩空气或氮气切割12mm以内的碳素钢板，切割效率是氧气切割碳素钢速度的6~7倍。

大功率激光切割机的优势

（1）高速度

激光切割速度已超过20m/min，加工切割机的两轴移动速度可以达到250m/min，加速度在运行过程中已经达到10g左右。

（2）高精度

1mm厚的板材中?10mm左右的小孔，每分钟可以切割500个左右。在切割过程中这些小孔之间的误差非常小。

（3）向厚板方向发展

大功率激光切割机的功率逐步加大，相应切割的厚板尺寸也不断增加。

（4）向大尺寸方向发展

激光切割技术的加工尺寸范围也在不断加大，激光切割技术已经开始朝着大尺寸的方向发展。

（5）自动无人化

激光切割技术的自动无人化具有发展的必要性和紧迫性。①计算机网络技术的应用促使激光切割技术实现了自动无人化。②市场对这种技术的应用需求也不断增大，促使激光切割技术要实现全自动无人化。

（6）智能化

按照工业4.0的技术要求，紧跟智能制造的步伐。采用准确的图形识别技术，简单的操作工序，便捷的人机智能交互，实现了激光器与计算机控制、数控技术、光学系统、高精度和自动化***装置等结合起来，将自动排料、切割工艺数据库、远程故障诊断、远程控制等集成为一体，满足大批量及复杂零件加工的需要[3-4]。

气化切割。 在恶变切割全部全部全过程中，材料表层温度升至熔点溫度的速率是这般之快，充裕防止 传热导致 的熔融，因此一部分材料气化成蒸气消退，一部分材料做为喷出来物从割缝底端被輔助气体汽体气体气体汽体流吹走。此状况下尽量十分高的激光器输出功率。 为了更好地更好地可以更好地能够可以更好地可以能够可以更好地避免 材料蒸汽冷疑到割缝内壁，材料的薄厚一定不必巨大地超出激光器光束的直徑。该生产加工因此只合适于运用在尽量减少 有熔融材料清除的状况下。该生产加工事实上只用以铁钴合金并谈不上非常大的应用行业。 该生产加工不可以用以，像木料和一些陶器等，这类沒有熔融情况因此不大可能让材料蒸汽再凝固的材料。此外，这类材料一般 要确保更厚的创口。在恶变切割中，光束对焦点在于材料薄厚和光束品质。激光器输出功率和气化热对对焦点部位仅有一定的伤害。在板才薄厚一定的状况下，十分大 切割速率反比例于材料的气化溫度。尽可能的激光器功率要超过108W/cm2，而且在于材料、切割各个领域和光束对焦点部位。在板才薄厚一定的状况下，假定有充足的激光器输出功率，十分大 切割速率遭受气体汽体气体气体汽体髙压喷发速率的限

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（L***al）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。