钣金激光切割技术
钣金工艺中激光加工技术的应用-加工工艺
2.1 激光切割技术
激光切割工艺中可使用 CAD 技术结合 CAM 技术来提供加工工件所需要
的工艺参数和加工信息，高效、连续地完成自动化切割和生产。激光切割
近年来，激光切割技术的应用十分广泛，据相关技术讨论分析说明， 不需要大量更换模具，工艺参数变更简洁，可广泛应用于各种高硬度、高
激光切割技术占激光加工技术的近 70%。激光切割机主要由激光器、机床 熔点、硬质、脆性、粘性、柔性材料及薄壁管件的切割，而且还具有切缝
孔效率很低；激光打孔的孔径一般都在 1μm 至 1.524mm 之间，当孔径大 密度最大，焊缝深度也最大，此时连续激光焊接速度 V 与焊接深度 H 形成
于 1.524mm 时，应当接受激光套料法打孔；在加工大孔和台阶孔时，不能 正比例关系。当激光焊接的输出功率在 0.1 至 5KW 之间时，焊机速度 V 与
当在使用激光技术切割厚板时，则需要接受空气、氧气、氮气等帮助气体 果好的优良特性，孔的平均精度为±0.02mm，外表粗糙度 Ra 约为 1.6μm，
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若是接受数控激光打孔，孔的精度能够到达 5μm，精确度极好。
2.3 激光焊接技术
主体和操纵系统三大部分组成，常用于激光切割的有 CO2 激光器和 YAG 激 窄、速度快、热变形小、切口平坦的优良特性。
光器，其特点是切割精度高。依据切割要求不同，激光光源的功率从 5w
到 90KW 不等，切割钣金工件所接受的激光光源功率一般是在 100W 到 1500W
2.2 激光打孔技术
之间。当切口宽度要求在 0.15mm 至 0.2mm 之间时，激光光源的输出功率
具本身的回弹效应，还会降低产品加工的精确度，影响产品的重复性，还 不利于生产工艺的变更，不利于生产效率的提高。随着市场竞争压力的增 大，传统钣金工艺已不能够满足市场的需求，急需一种新型的加工方法来 转变这种局面。激光加工技术是一种全新的无模具加工技术，将激光加工 技术应用到钣金工艺中，能够节约大量模具，缩短生产时间，削减生产本 钱，增加产品的精确度，是适应市场进展需要的新型工艺技术。
列举航空制造领域先进钣金技术的实际应用实例
一、先进的航空制造领域钣金技术简介钣金加工是航空制造中不可或缺的一环，它涉及到金属材料的弯曲、拉伸、压制、冲裁等工艺，用于制作飞机机身、舱门、翼梁等部件。
在航空工业中，钣金加工技术的先进性直接关系到飞机的安全性、舒适性和性能。
二、先进钣金技术在航空制造领域的应用1.超塑性成形技术超塑性成形技术是一种高温下对金属材料进行塑性变形的工艺，适用于航空铝合金的加工。
通过超塑性成形，可以实现复杂曲面件的一次成形，避免了焊接接缝，提高了零部件的强度与密封性，广泛应用于大型飞机机身、尾翼等部件的制造。
2.激光切割技术激光切割技术是利用激光切割头对金属板材进行精密切割的工艺，可以实现对复杂工件的高速、高精度加工。
在航空制造中，激光切割技术被广泛应用于薄板零部件的加工，例如飞机外壳的制造中，可以实现精确的开孔和切割，提高了零件的质量和生产效率。
3.数控折弯技术数控折弯技术是利用数控设备控制机床进行金属板材的折弯成形工艺，可以实现对各种复杂形状的板材进行精确折弯。
在航空制造中，数控折弯技术被广泛应用于大型飞机机翼、尾翼等部件的制造，可以保证零件的精度和强度要求。
4.自动化装配技术自动化装配技术是利用机器人和自动化设备进行零部件的快速、精准的组装工艺，可以提高生产效率和产品质量。
在航空制造中，自动化装配技术被广泛应用于飞机的舱门、襟翼等部件的装配，可以实现零件的快速、准确的组装，提高了生产效率和装配质量。
5.先进的涂装技术先进的涂装技术在航空制造中起着至关重要的作用，它不仅能够保护飞机表面材料，延长零部件的使用寿命，还能够减轻飞机自身的重量，提高燃油效率。
先进的涂装技术包括高性能涂料的研发应用、喷涂工艺的优化、自动化涂装线的建设等，这些技术的应用使得航空零部件的涂装质量得到了显著提升。
6.工艺仿真技术工艺仿真技术是将零件的设计数据导入计算机软件中，通过模拟分析实现对零件成形成本、生产效率以及质量等方面的预测和优化。
在航空制造中，工艺仿真技术被广泛应用于飞机结构零部件的成形工艺分析和优化，可以有效降低生产成本、缩短生产周期。
钣金工艺中激光加工技术的应用
钣金工艺中激光加工技术的应用摘要：激光加工技术属于钣金加工之中十分关键的技术，其运用显著加快了加工效率以及质量，推动了钣金工艺技术的发展。
钣金加工期间，合理运用激光切割设备可以显著减少加工时间，保证加工精确度，加速商品的开发速度，并减少投入的成本，而上述优势得到许多制造业的认可以及关注，使得激光切割设备在钣金加工中的运用更为广泛。
对此，本文简要分析了激光加工技术基本原理以及钣金工艺之中激光加工技术特征，同时从切割技术以及成型技术等方面讨论钣金工艺内加工技术的运用方式，以期为钣金工艺内激光加工技术的应用提供参考。
关键词：钣金工艺；激光加工技术；运用方法引言随着我国经济水平的不断提高，人们关于钣金工艺的要求也更为苛刻。
传统钣金加工工艺技术精确度较低，且大量模具需要投入较高的成本，导致传统钣金工艺已经不能满足市场的实际需求，亟待更为新颖的加工工艺。
激光加工技术属于新颖的无模具加工技术，可以将激光加工技术运用在钣金工艺中，以此节省生产所需要投入的成本，提高商品的精确程度，这也是满足城市快速发展的新型技术。
一、激光加工技术工作原理及其特点（一）激光加工基本原理激光加工技术是将激光汇集于目标材料表面任意一点，激光可以于这一点转变为热能，短时间内，该位置温度将显著增加，直至目标材料的熔点，直至沸点。
此时，材料则相应熔化，最终汽化，然后激光照射点便转变为小孔。
此时激光加工设备发射的激光束将依照预设的路径移动，期间，目标材料表面将产生液化、气化现象，激光束经由的路径将会形成宽度值较低的缝隙。
（二）激光加工技术的特征激光属于一种相干光源，其主要特征为相干性、平行性以及单色性，具有较高的能量密度，且方向性较为理想。
激光束汇集在目标材料表面时间，激光束光能可以迅速转变为热能，达到数万摄氏度的热量，无论何种材料均可在瞬间便升高至沸点，引起目标材料的汽化，使得切除位置产生一个小孔，而切除所产生的余料将在汽化期间直接蒸发，不会产生余料。
复杂三维钣金件激光切割工艺处理的研究
复杂三维钣金件激光切割工艺处理的研究随着工业制造技术的不断发展，复杂三维钣金件的制造越来越普遍。
在制造过程中，激光切割工艺是一种先进的方式，它可以高效地完成对钣金的切割和加工。
然而，在处理复杂三维钣金件时，激光切割工艺面临着许多挑战，需要特殊的技术和工艺来解决。
一、激光切割工艺处理的主要问题1. 切割表面光滑度低。
由于零件的表面形状较为复杂，激光切割时很难保证切割表面的光滑度，导致切割表面存在较大的毛刺和凹凸。
2. 切割精度不高。
复杂三维钣金件通常有非常高的精度要求，但是激光切割过程中由于零件形状复杂，激光在切割时容易偏移，导致切割精度不高。
3. 切割过程产生热变形。
激光切割过程中会产生高温，导致局部热变形，这种热变形会影响零件的精度和形状，甚至会产生开裂等失效。
针对以上问题，复杂三维钣金件激光切割工艺可以采用以下的解决办法：1. 采用自适应控制技术。
自适应控制技术可以根据激光的反馈信息，对切割参数进行实时调整，从而提高切割的精度和表面质量。
2. 使用精密激光切割机。
精密激光切割机具有更高的切割精度和更稳定的激光输出功率，能够有效提高零件的表面质量和切割精度。
3. 优化切割参数。
针对不同的钣金材料和零件形状，通过优化切割参数，控制激光输出功率、扫描速度和光斑大小等参数，可以有效地减少热变形和毛刺。
4. 采用多次切割技术。
采用多次切割技术，即在同一位置多次切割，可以有效地减少毛刺和凹凸，并提高切割表面的光滑度。
三、结论1. 复杂三维钣金件激光切割工艺存在许多问题，如表面光滑度低、切割精度不高和热变形等。
2. 采用自适应控制技术、使用精密激光切割机、优化切割参数和采用多次切割技术等方法，可以有效地解决这些问题。
3. 未来，随着激光切割技术的进一步发展，相信针对复杂三维钣金件的激光切割工艺处理会变得更加高效、精确和稳定。
激光切割技术在钣金加工中的应用
激光加工技术在饭金加工中的应用世界上第一台激光器是在1960 年，美国休斯实验室的T . H . Maiman 用直径 6mm 、长 45mm 的红宝石固体工作物质，成功地产生了波长 0 . 6943um 的脉冲激光而诞生。
激光也成了 20 世纪 60 年代最重大的科学发明之一。
激光材料加工已成为一种新型的高能束流（High Energy Density Beam ）加工技术。
激光具有单色性、相干性和平行性的三大特点，特别适宜于航空、航天、汽车、造船和冶金工业、通信等行业的饭金加工工艺，为材料加工工艺提供了一种理想实用的新手段。
如今，激光加工技术已从特殊用途的加工技术变为通用的、具有各种加工能力的精密加工技术。
激光加工技术被誉为是“万能加工工具”、“未来制造柔性系统（FMS , Flexibility Manufactory System ）的共同加工手段，与电子束等高能束流被看作是解决新材料、新结构制造关键的“一把钥匙”。
在未来的钣金机械加工中，将起到越来越重要的作用。
1 激光材料加工技术的原理和特点激光一词的英文是LASER ，即Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的缩写，意思是受激辐射产生的光放大。
在激光材料加工时，本质上反应是因为激烈的局部加热熔化和汽化材料产生，“自由电子的迅速释放，然后与金属的离子结构相互作用引起局部激烈声振子和声子”，结果产生了具有宽顶带辐射的“羽状烟柱”强烈的热效应。
图1 所示是一种典型的激光加工装置，脉冲输入激励脉冲闪光灯3，瞬间产生剧烈光电子，受激辐射到激光材料 4 上，造成光放大，通过从全反射镜 1 到半反射镜 5 之间沿谐振腔 2 反馈作用产生振荡，从半反射镜输出激光，再经过透镜 6 将激光束聚焦到待加工处理的工件表面，即可进行激光材料加工。
图1典型的激光加工装置1 一全反射镜2 一谐振腔3 一闪光灯4 一激光材料5 一半反射镜 6一透镜 7 一保护带 8 一工件 9 一夹具 10 一操作台激光加工与其它加工技术相比，主要特点有：激光束单色性、相干性和平行性是其最显著的特点所在，并且具有非常高的能量密度，连续输出时可达到104～ 1011 W / cm2，脉冲输出可达到 10 8～ 10 11 W / cm2，可以在瞬间使材料受热、熔化，甚至蒸发、汽化，作用时间仅为几毫秒，采用脉冲激光仅为 US 级，冷却速度达到 104 K / S 。
钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析
钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析1引言在液体火箭发动机推力室成形以及产品连接、导管制造中，钣金件起到了关键作用。
航天产品钣金件与普通钣金件相比具有品种多、外形复杂、光洁度高、公差要求严等特点。
而钣金件成型之前.首先要解决的是钣金件的外形展开加工。
钣金件外形展开加工通常采用以下方法：画线铣削、线切割、等离子切割、氧乙炔火焰切割、模具冲压、高压水切割和CO2激光切割。
各种切割下料方法都有其优缺点。
精度、速度和成本均不同。
在工业生产中有一定的适用范围。
选用一种最便捷适应广的加工方法是目前液体火箭发动机钣金零件制造所面临的任务。
2典型钣金零件工艺方案的选择2.1钣金件的结构特点(1)名称：导流板。
(2)结构特点：加工内型面为不规则曲线轮廓结构(如图1)。
2.2技术要求材料为1Crl8Ni9Ti钢板，厚度82mm，内轮廓曲率不仅多变而且要做到光滑过度，且尺寸公差最严处为35-0.1mm。
2.3工艺分析及工艺方案的选择根据上述零件的零件图及结构特点.有以下几种加工工艺方案可供选择：(1)模具冲压;(2)电火花线切割;(3)高压水切割;(4)激光切割。
2.4针对下达导流板16件生产任务进行各种工艺的分析比较2.4.1模具冲压因只加工16件。
虽然模具能保证内轮廓精度要求，但是加工Φ1孔的阳模寿命短易折断，模具本身成本高而且加工周期长，不经济。
2.4.2电火花线切割精度以及表面光滑过度均能保证。
但是首先需要加工出穿丝孔.加工速度过于缓慢。
不合理(注：线切割加工直线段与激光切割精度及粗糙度相当。
但是如果加工自由曲线或不规则曲线则精度及粗糙度不如激光切割)。
2.4.3高压水切割密封件、切割头等耗材寿命短，成本高。
2.4.4激光切割因为其数控程序是由CAD图形-几何位图-以非均匀有理B样条曲线为基础的PLC控制程序同步转化的，不存在人为误差，再加上精密机床保证，机械精度理论上误差在±0.02mm，由于环境原因实际上误差在±0.05mm左右。
浅谈钣金快速精确加工中的激光切割工艺分析
钣金快速精确加工中的激光切割工艺分析针对δ0(5mm-δ6mm钣金件的结构特点，通过比较常用加工工艺和激光切割过程工艺(选出适合实际的优化方案。
验证了不同切割参数对切割质量的影响。
在工艺参数为:脉冲功率2(4kW、脉冲宽度约10ms、功率密度10000000W/cm?的情况下，激光切割δ0(5mm~δ6mm钣金件获得了良好的切割质量，尺寸精度控制在误差(+100μm)范围内。
工艺方案合理，生产率高。
1 引言在液体火箭发动机推力室成形以及产品连接、导管制造中，钣金件起到了关键作用。
航天产品钣金件与普通钣金件相比具有品种多、外形复杂、光洁度高、公差要求严等特点。
而钣金件成型之前(首先要解决的是钣金件的外形展开加工。
钣金件外形展开加工通常采用以下方法:画线铣削、线切割、等离子切割、氧乙炔火焰切割、模具冲压、高压水切割和CO激光切割。
种切割下料方法都有其优缺点。
2 精度、速度和成本均不同。
在工业生产中有一定的适用范围。
选用一种最便捷适应广的加工方法是目前液体火箭发动机钣金零件制造所面临的任务。
2 典型钣金零件工艺方案的选择2(1钣金件的结构特点(1)名称:导流板。
(2)结构特点:加工内型面为不规则曲线轮廓结构(如图1)。
2(2技术要求材料为1Cr18Ni9Ti钢板，厚度δ2mm，内轮廓曲率不仅多变而且要做到光滑过度，且尺寸公差最严处为35[-0.3~-0.1] mm。
2(3工艺分析及工艺方案的选择根据上述零件的零件图及结构特点(有以下几种加工工艺方案可供选择:(1)模具冲压;(2)电火花线切割;(3)高压水切割;(4)激光切割。
2(4针对下达导流板16件生产任务进行各种工艺的分析比较2(4(1模具冲压因只加工16件。
虽然模具能保证内轮廓精度要求，但是加工孔的阳模寿命短易折断，模具本身成本高而且加工周期长，不经济。
2(4(2电火花线切割精度以及表面光滑过度均能保证。
但是首先需要加工出穿丝孔(加工速度过于缓慢。
激光切割在汽车制造中的应用
激光切割在汽车制造中的应用激光切割技术是目前汽车制造中应用最广泛的机器加工过程之一。
它可以高效精确地切割各种材料，包括钢铁、铝合金、镁合金等，为汽车制造业提供了不可或缺的技术支持。
本文将深入探讨激光切割在汽车制造中的应用和发展趋势。
一、激光切割技术简介激光切割是一种基于激光加工的多次重复加工方式，其核心是经过调控后的激光束将物体切割成所需的形状，从而达到对材料进行加工、加工速度快、精度高等效果。
激光切割技术应用范围广泛，涵盖制造、建筑、医疗等多个领域，其中汽车制造是其应用最广泛的领域之一。
二、激光切割在汽车组装中的应用1. 汽车钣金部件的切割激光切割技术在汽车钣金部件加工环节中的主要作用是对前后保险杠、车门、龙骨、车顶等部件进行形状精确的切割。
激光切割技术还能够处理更薄的金属板材，避免了机械加工的工艺复杂和较大的热影响区的问题，同时还能更好地保持工件表面的平滑度和精度。
2. 车身结构件的加工激光切割技术在车身结构件的加工中也发挥了重要作用。
在汽车车身结构设计中，薄壁轻量化是设计者们常常考虑的一个问题，而鼓励使用钢材和铝合金以及其他轻质金属材料来实现轻量化设计，利用激光切割技术实现更精确的加工方式有助于对这些轻质材料进行切割，无需进行较长时间的机械加工，同时能够精确地保留工件的强度和样式。
3. 内外饰件的切割随着汽车制造技术的发展，内外饰件的切割也成为了激光切割技术的一个重要应用领域。
比如前大灯、后尾灯、倒车镜盖等车身饰件。
激光切割技术对材料加工的安全性和精确性要求比较高，可以轻松实现在生产流程中的精确加工流程和灵活的量产提高效率。
三、激光切割技术的未来趋势1. 精度增强在汽车制造领域中，激光切割技术应用还有很大的发展空间。
未来，汽车制造领域应当更加注重激光切割的精准度的提升，以适应更多的加工应用。
同时，针对大型工件的应用场景，激光切割技术将更多地关注生产流程化和数字化生产，提高车身结构零件的加工效率和协作性，以应对多批量生产需求。
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钣金激光切割技术
1、焦点位置控制技术：
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4/πd2成正比,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。
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。
顾虑到切割质量、切割速度等因素原则上<6mm的金属材料,焦点在表面上；>6mm的碳钢,焦点在表面之上；>6mm的不锈钢,焦点在表面之下。
具体尺寸由实验确定。
在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种：
（1）打印法：使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。
（2）斜板法：用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。
（3）蓝色火花法：去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。
对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。
入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。
为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用：
（1）平行光管。
这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
（2）在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离（stand off）的Z轴是两个相互独立的部分。
当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端F轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域
内保持一致。
（3）控制聚焦镜（一般为金属反射聚焦系统）的水压。
若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
（4）飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。
即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短；反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。
2.切割穿孔技术：
任何一种热切割技术,除少数情况可以从板边缘开始外,一般都必须在板上
穿一小孔。
早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。
对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法：
（1）爆破穿孔：(Blast drilling)
材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。
一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在要求较高的零件上使用（如石油筛缝管）,只能用于废料上。
此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。
（2）脉冲穿孔：（Pulse drilling）
采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。
每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。
一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。
这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破
穿孔。
为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的时光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。
此外脉冲穿孔
还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间
的控制。
在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿
孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。
从理论上讲通常可改变加速段的切割条件：如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件
的可能性不大。
在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体
方法有以下三种：（1）改变脉冲宽度；（2）改变脉冲频率；（3）同时改变脉
冲宽度和频率。
实际结果表明,第（3）种效果最好。
3.喷嘴设计及气流控制技术：
激光切割钢材时,氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处,从而形
成一个气流束。
对气流的基本要求是进入切口的气流量要大,速度要高,以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。
因此除光束的质量及其控制直接影响切割质量外,喷嘴的设计及气流的控制（如
喷嘴压力、工件在气流中的位置等）也是十分重要的因素。
目前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,最后气体膨胀到大气压力Pa。
研究工作表明随着Pn的增加,气流流速增加,Pc也不断增加。
可用下列公式计算：
V=8.2d2(Pg+1)
V-气体流速 L/min
d-喷嘴直径 mm
Pg-喷嘴压力（表压）bar
对于不同的气体有不同的压力阈值,当喷嘴压力超过此值时,气流为正常斜
激波,气流速从亚音速向超音速过渡。
此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度（n）两因素有关：如氧气、空气的n=5,因此其阈值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。
当喷嘴压力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2时（Pn>4bar）,气流正常斜激波封变为正激波,切割压力Pc下降,气流速度减低,并在工件表面形成涡流,削弱了气流去除熔融材料的作用,影响了切割速度。
因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴,其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。
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（Laval）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。
试验结果如所示：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。
第一高切割压力区紧邻喷嘴出口,工件表面至喷嘴出口的距离约为
0.5~1.5mm,切割压力Pc大而稳定,是目前工业生产中切割手扳常用的工艺参数。
第二高切割压力区约为喷嘴出口的3~3.5mm,切割压力Pc也较大,同样可以取得好的效果,并有利于保护透镜,提高其使用寿命。
曲线上的其他高切割压力区由于距喷嘴出口太远,与聚焦光束难以匹配而无法采用。
综上所述,CO2激光器切割技术正在我国工业生产中得到越来越多的应用,国外正研究开发更高切割速度和更厚钢板的切割技术与装置。
为了满足工业生产对质量和生产效率越来越高的要求,必须重视解决各种关键技术及执行质量标准,以使这一新技术在我国获得更广泛的应用。