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放眼現(xiàn)代制造工業(yè)，激光切割的應(yīng)用越來越廣泛，這一增長勢頭主要源自于激光切割的諸多優(yōu)勢，如切割材料種類廣泛，切割路徑靈活多變等。在切割過程中，垂直度的把握直接關(guān)系到切割質(zhì)量和切割速度。

什么是垂直度？垂直度是限制實(shí)際要素對基準(zhǔn)在垂直方向上變動(dòng)量的一項(xiàng)指標(biāo)。簡要表征的話，就是以一個(gè)線或面為基準(zhǔn)面，另一個(gè)線或面垂直投影到基準(zhǔn)面上的長度，就是圖（1）中的L。

圖（1）

切割過程中，良好的垂直度不僅帶來良好的視覺感受，對于加工精度和加工便捷性也都有大幅提升。那么激光切割過程中影響垂直度的因素都有哪些？

首先，從光學(xué)性質(zhì)上來說，雖然激光是一種高指向性的光束，但實(shí)際上也是存在一定的發(fā)散性，激光光束的一項(xiàng)指標(biāo)——發(fā)散角，即說明了激光的這一特性。如（2）圖所示，θ即為光束發(fā)散角，而當(dāng)激光從激光器進(jìn)入切割頭經(jīng)過擴(kuò)束/準(zhǔn)直鏡和聚焦鏡后呈現(xiàn)出（3）圖中的狀態(tài)，這時(shí)就涉及到一個(gè)非常重要的概念，即“焦深”。當(dāng)發(fā)散角越大焦距越短時(shí)，焦深越短，反之發(fā)散角越小或焦距越長，則焦深越長。同功率激光器，短焦深的優(yōu)勢是焦點(diǎn)處能量密度更高，薄板加工速度更快，而長焦深的優(yōu)勢則是厚板切割能力更好。同時(shí)鑒于切割時(shí)光束在割縫中多次“反射式”傳播和被吸收，故長焦深更容易帶來好的垂直度。

圖（2） 圖（3）

其次，從切割工藝上來說，切割速度越快帶來的斷面效果和垂直度越好，所以提高切割速度能夠有效優(yōu)化同一厚度板材切割的垂直度。但切割速度的提升又要從哪些方面著手？

1. 提高激光功率：提高速度首先想到的必然是提高激光功率。

2. 改變切割氣體種類：切碳鋼時(shí)，特別是薄的碳鋼板時(shí)，將氧氣改為氮?dú)饣蛘呖諝?，也就是將氧化切割方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿刍懈罘绞剑梢杂行嵘懈钏俣?，但前提是功率足夠?/span>

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同種激光器在提升厚板切割速度方面也存在瓶頸，比如8000W和10000W激光器切割30mm碳鋼板速度相差無幾。那么在提速無望的情況下又該如何？

1) 縮小噴嘴。切碳鋼時(shí)，在保證切割能力的前提下，盡量縮小噴嘴尺寸，這一方法可加強(qiáng)噴嘴所出氣流的穩(wěn)定性。

2) 加大正焦量。焦點(diǎn)越大，在縱向上照射到割縫板材的激光能量越深、越均勻，就像用兩米長的剪刀去裁剪A4紙一樣，穩(wěn)！

3) 用正焦位置進(jìn)行熔化切割?！叭刍懈睢奔词怯玫?dú)庾鲚o助氣體切割不銹鋼或鋁合金，這種切割方式通常會(huì)采用“負(fù)焦”參數(shù)，但負(fù)焦切厚板會(huì)在刀口上部留下一個(gè)“小圓弧”。如果對這種方式不滿意的話，建議用正焦脈沖的形式切割，斷面雖然不如負(fù)焦方式的細(xì)膩，但“小圓弧”會(huì)消失。

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