放眼现代制造工业，激光切割的应用越来越广泛，这一增长势头主要源自于激光切割的诸多优势，如切割材料种类广泛，切割路径灵活多变等。在切割过程中，垂直度的把握直接关系到切割质量和切割速度。

什么是垂直度？垂直度是限制实际要素对基准在垂直方向上变动量的一项指标。简要表征的话，就是以一个线或面为基准面，另一个线或面垂直投影到基准面上的长度，就是图（1）中的L。

图（1）

切割过程中，良好的垂直度不仅带来良好的视觉感受，对于加工精度和加工便捷性也都有大幅提升。那么激光切割过程中影响垂直度的因素都有哪些？

首先，从光学性质上来说，虽然激光是一种高指向性的光束，但实际上也是存在一定的发散性，激光光束的一项指标——发散角，即说明了激光的这一特性。如（2）图所示，θ即为光束发散角，而当激光从激光器进入切割头经过扩束/准直镜和聚焦镜后呈现出（3）图中的状态，这时就涉及到一个非常重要的概念，即“焦深”。当发散角越大焦距越短时，焦深越短，反之发散角越小或焦距越长，则焦深越长。同功率激光器，短焦深的优势是焦点处能量密度更高，薄板加工速度更快，而长焦深的优势则是厚板切割能力更好。同时鉴于切割时光束在割缝中多次“反射式”传播和被吸收，故长焦深更容易带来好的垂直度。

图（2） 图（3）

其次，从切割工艺上来说，切割速度越快带来的断面效果和垂直度越好，所以提高切割速度能够有效优化同一厚度板材切割的垂直度。但切割速度的提升又要从哪些方面着手？

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. 改变切割气体种类：切碳钢时，特别是薄的碳钢板时，将氧气改为氮气或者空气，也就是将氧化切割方式转变为熔化切割方式，可以有效提升切割速度，但前提是功率足够。

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同种激光器在提升厚板切割速度方面也存在瓶颈，比如8000W和10000W激光器切割30mm碳钢板速度相差无几。那么在提速无望的情况下又该如何？

1) 缩小喷嘴。切碳钢时，在保证切割能力的前提下，尽量缩小喷嘴尺寸，这一方法可加强喷嘴所出气流的稳定性。

2) 加大正焦量。焦点越大，在纵向上照射到割缝板材的激光能量越深、越均匀，就像用两米长的剪刀去裁剪A4纸一样，稳！

3) 用正焦位置进行熔化切割。“熔化切割”即是用氮气做辅助气体切割不锈钢或铝合金，这种切割方式通常会采用“负焦”参数，但负焦切厚板会在刀口上部留下一个“小圆弧”。如果对这种方式不满意的话，建议用正焦脉冲的形式切割，断面虽然不如负焦方式的细腻，但“小圆弧”会消失。

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