激光切割机在气体激光切割机中,对工件切割质量影响的主要因素为焦点位置、气压、功率、速度等。其中焦点为最关键的因素,而对焦点起决定性作用的是整个光束的特性。在激光切割机中,我们一般称光束的传播路径过程为光路。
激光切割机通常采用的是飞行光路,龙门式结构,光束从激光发生器发出,经薄膜吸收反射镜ATRF(absorbing thin-film reflector)、X轴反射镜、Y轴反射镜、Z轴反射镜、聚焦镜聚焦,再切割板材。理想状态下激光经过多块镜片后光束直径是保持恒定的,经过聚焦镜聚焦在镜片焦点上。但实际情况中还是存在很小的发散角,随着整个光路长度的加长,入射到聚焦镜上的光束直径随之变大。根据透镜成像聚焦原理,发散后的焦点光斑直径将大大增加,同时能量密度也有很大的下降,这将对切割时材料的气化、热影响区产生非常大的影响,将直接影响切割的质量,一般激光发生器都有一个保证模态稳定、良好加工的光程和光束直径范围。因此,在激光切割机中需要对光路进行改进,尽量保证光束直径在合适的范围内。