【現(xiàn)象與原理】

A 金屬切割

切縫寬度會(huì)因加工材料表面對(duì)激光束的聚光特性和焦點(diǎn)的設(shè)定精度而變化。圖1.6一l顯示了加工透鏡的焦點(diǎn)距離與坡度之間的關(guān)系，所顯示的數(shù)據(jù)分別為：以CW條件及脈沖條件進(jìn)行加工時(shí)的切縫上部寬度(U)、底部寬度(L)、坡度（T）。透鏡的焦點(diǎn)距離越短，聚光點(diǎn)的直徑就越小，上部縫寬和坡度也就越小。

圖1.6.2顯示了焦點(diǎn)位置與坡度的關(guān)系。焦點(diǎn)位置Z在加工材料的表面時(shí)為Z =O，移動(dòng)距離(h)用毫米(mm)單位來表示，向上為正(+)、向下為負(fù)（一）。焦點(diǎn)位置設(shè)定在加工材料表面(Z=0)時(shí)，上部切縫寬度和坡度都為最小；焦點(diǎn)位置向上或向下移動(dòng)，坡度都會(huì)擴(kuò)大。此坡度擴(kuò)大的原理如圖1.6—3所示，當(dāng)焦點(diǎn)位置偏離材料表面時(shí)，照射到材料表面的光束直徑就會(huì)擴(kuò)大，熔融范圍也會(huì)相應(yīng)變大，坡度就因此而變大。

B 非金屬切割

圖1.6-3顯示了金屬與非金屬激光切割時(shí)切縫內(nèi)激光束不同的傳輸特性。非金屬切割時(shí)，切縫的內(nèi)壁基本上是不會(huì)發(fā)生激光束的反射的。切縫寬度將隨著光束從焦點(diǎn)位置向下的擴(kuò)散角而擴(kuò)大，再隨著激光功率沿厚度方向的逐漸減弱而變窄。要減小坡度，就需要對(duì)焦點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，要讓光束的擴(kuò)敖角與能量密度保持平衡。

圖1. 6-4所示為加工30mm厚壓克力板時(shí)，切縫的上部寬度(U)、中央部寬度(M)及底部寬度(L)與焦點(diǎn)位置的關(guān)系。焦點(diǎn)位置為Z=+4~8mm時(shí)的坡度為最小。圖1.6—5顯示了當(dāng)光束的擴(kuò)散角接近于平行時(shí)的加工特性。在20mm厚的壓克力板上放一張有1.2mm寬狹縫的金屬板，讓光束在狹縫的內(nèi)壁上進(jìn)行反射。激光束的擴(kuò)散角小時(shí)，將只有輸出功率的衰減起作用，切縫將按上部、中部、下部的順序沿厚度方向逐漸變窄，呈現(xiàn)為“楔子”狀?？梢钥闯?，要減小坡度，就需要光束的擴(kuò)散角適宜。