焦点位置调整对切割质量的影响

由于激光功率密度对切割速度影响很大，
透镜焦长的选择是个重要问题。
激
光束聚焦后光斑大小与透镜焦长成正比，光束经短焦长透镜聚焦后光斑尺寸很
小，焦点处功率密度很高，对材料切割很有利；但它的缺点是焦深很短，调节余
量小，
一般比较适用于高速切割薄型材料。
由于长焦长透镜有较宽焦深，
只要具
有足够功率密度，比较适合切割厚工件。
 
 
 
在确定使用何种焦长的透镜以后，
焦点与工件表面的相对位置对保证切割质
量尤为重要。
由于焦点处功率密度最高，
大多数情况下，
切割时焦点位置刚处在
工件表面，
或稍微在表面以下。
在整个切割过程中，
确保焦点与工件相对位置恒
定是获得稳定的切割质量的重要条件。
有时，
透镜工作中因冷却不善而受热从而
引起焦长变化，这就需要及时调整焦点位置。
 
 
 
当焦点处于最佳位置时，
割缝最小、
效率最高，
最佳切割速度可获得最佳切
割结果。
 
 
 
在大多数应用情况下，
光束焦点调整到刚处于喷嘴下。
喷嘴与工件表面间距
一般为
1.5mm
左右。

 
 
切割速度与被切割材料的密度（比重）和厚度成反比。
 
 
 
当其他参数保持不变，提高切割速度的因素是：提高功率（在一定范围内，
如
500
～
2 000W
）；改善光束模式（如从高阶模到低阶模直至
TEM00
）；减小
聚焦光斑尺寸（如采用短焦距透镜聚焦）；切割低起始蒸发能的材料（如塑料、
有机玻璃等）；切割低密度材料（如白松木等）；切割薄型材料。
 
 
 
特别对金属材料而言，
在其他工艺变量保持恒定的情况下，
激光切割速度可
以有一个相对调节范围而仍能保持较满意的切割质量，
这种调节范围在切割薄金
属时显得比厚件稍宽。有时，切割速度偏慢也会导致排出热融材料烧蚀口表面，
使切面很粗糙。