1.光束横模

1）基模（TEM₀₀），又称高斯模，是切割最理想的模式，主要出现在千瓦以下的激光器。

2）低阶模（TEM₀₁或TEM₁₀），接近TEM₀₀模，主要出现在1～2kW的中功率激光器。

3）多模，是高阶模的混合，出现在3kW以上的激光器。

图20-58是切割速度与横模及板厚的关系。由图可以看出，300W的单模激光和500W的多模有同等的切割能力。多模的聚焦性差，切割能力低，单模激光的切割能力优于多模。表20-7是一些材料的单模激光切割规范，表20-8是一些材料的多模激光切割规范。

图20-58 切割速度与横模及板厚的关系

表20-7 一些村料的单模激光切割规范

（续）

表20-8 一些村料的多模激光切割规范

2.激光功率

切割所需的激光功率主要决定于切割机理以及被切割材料性质。汽化切割所需功率最大，熔化切割次之，氧气切割最小。材料的导电性好、导热性好、熔点高、厚度大时，所需功率高。切割速度大，所需激光功率高。

图20-59是激光功率与板厚和切割速度的关系图。图20-60是激光功率对切口宽度影响的关系图。

图20-59 激光功率与板厚和切割速度的关系

图20-60 激光功率对切口宽度的影响

3.激光的偏振方向

光是横波，其振动方向与传播方向垂直，它含有互垂直的电振动矢量和磁振动矢量，习惯上以电振动矢量方向作为激光的偏振方向。

切割时，光束在切割面上不断反射，如光束偏振方向与切缝方向平行，光能被吸收的最好，切缝狭窄而平行；如二者成一角度，光能吸收减少，切割速度变慢，切缝变宽，粗糙且不平直；如二者垂直，切割速度更慢，切缝更宽更粗糙。图20-61是光束偏振方向与切割质量关系示意图。

图20-61 光束偏振方向与切割质量的关系

4.聚焦镜焦距

焦距的大小直接影响聚焦束斑直径和焦点处的功率密度。焦距短，光斑直径小，功率密度高，切割速度快，但焦距短时，焦深也小。高速切割薄板时，可选用短焦距；切割厚板时，在有足够功率密度的前提下，以选用长焦距的聚焦镜为宜。

5.离焦量

离焦量影响切缝宽度和切割深度。图20-62是离焦量对切缝宽度的影响，显然，负离焦时得到的切缝窄。图20-63是激光功率为2.3kW、切割不同厚钢板时，离焦量对切割质量的影响。(www.daowen.com)

6.切割速度

在其他工艺参数一定的情况下，在一定的切割速度范围内均可得到较满意的切割质量。图20-64给出了切割速度与材料厚度的关系，图中的上下曲线分别表示可切透的最高速度和最低速度，图20-65给出了切割速度对切缝宽度的影响，图20-66是切割速度对切缝表面粗糙度的影响。

图20-62 离焦量对切缝宽度的影响

图20-63 切割不同厚度钢板时，离焦量对切割质量的影响

图20-64 切割速度与村料厚度的关系

图20-65 切割速度对切缝宽度的影响

1—切割顶面 2—切缝底边

图20-66 切割速度对切缝表面粗糙度的影响

7.辅助气体及气体压力（流量）

辅助气体的主要作用是：激光氧气切割时，与切割金属发生放热反应，提供一部分切割能量，吹走切割区底部熔渣并保护聚焦镜，使其免受飞溅烧蚀；激光熔化切割和气化切割时，辅助气体用于清除熔化和蒸发材料，同时抑制切割区过热、过烧。当激光切割出现等离子体时，辅助气体还有抑制等离子云负面效应的能力。

切割金属时，多使用氧气，切割不易氧化的金属和非金属时则吹氮气。氧气纯度对切割速度有显著影响，纯度降低2％会使切割速度降低50％，如图20-67所示。其他条件一定时，存在一最佳氧气压力，这时对应的切割速度最大；当高速切割薄板时，应采用较大的气体压力；当材料厚度大或切割速度较慢时，气体压力应适当降低，如图20-68所示。

图20-67 氧纯度对切割速度的影响

图20-68 氧气压力对激光切割速度的影响

8.喷嘴

在流量一定的情况下，作用在工件表面的辅助气体压力流态与喷嘴形状、口径以及喷嘴离材料表面的距离密切相关。

图20-69 三种形状的6个喷嘴

图20-70 压力与距离的关系

图20-69列出了三种形状的6个喷嘴，其中，A、B、C、D为一种形状，仅口径不同，E、F各为一种形状，它们的气体流态均为层流。图20-70为该6种喷嘴在O₂流量为20L/min时，中心轴线上压力与喷嘴离材料表面距离的关系。一般情况下，当流量相同时，口径越小、距离越短，则压力越大。图20-71为不同氧气流量时，中心轴线的压力与C型喷嘴离材料表面距离的关系。