對于厚度小于10毫米的鋼板來(lái)說(shuō)，激光切割機不再是問(wèn)題。但是，如果我們要切割較厚的鋼板，我們往往需要輸出功率超過(guò)5kW的高功率激光器，切割質(zhì)量也會(huì )顯著(zhù)降低。由于大功率激光設備成本高，輸出激光模式不利于激光切割，傳統激光切割方法在切割厚板方面沒(méi)有優(yōu)勢。

金屬切割厚板存在以下技術(shù)難題

1. 難以保持準穩定的燃燒過(guò)程。

在金屬激光切割機的實(shí)際切割過(guò)程中，可切割的板材厚度有限，與尖端鐵的不穩定燃燒密切相關(guān)。要繼續燃燒過(guò)程，縫隙頂部的溫度必須達到點(diǎn)火點(diǎn)。單單氧化鐵燃燒反應釋放的能量并不能保證持續燃燒過(guò)程。一方面，由于從噴嘴的氧氣流不斷冷卻，尖端的溫度降低：另一方面，燃燒形成的氧化鐵層覆蓋了工作件表面，阻礙了氧氣的擴散。當氧氣濃度降低到一定程度時(shí)，燃燒過(guò)程將被撲滅。

當傳統的收斂光束用于激光切割時(shí)，激光束在表面上的作用區域非常小。由于激光功率密度高，工作件的表面溫度不僅在激光輻射區到達點(diǎn)火點(diǎn)，而且由于熱傳導在更寬的區域。工作件表面的氧流直徑大于激光束的直徑。這表明，不僅在激光輻射區，發(fā)生強烈的燃燒反應，而且在激光點(diǎn)的外圍。

切割厚板時(shí)，切割速度相當慢，工作件表面的氧化鐵燃燒速度比切割頭快。燃燒持續一段時(shí)間后，由于氧濃度降低，燃燒過(guò)程被撲滅。只有當切割頭移動(dòng)到此位置時(shí)，燃燒反應才會(huì )重新開(kāi)始。尖端的燃燒過(guò)程是定期進(jìn)行的，這將導致尖端的溫度波動(dòng)和切口質(zhì)量差。

2. 很難保持氧氣的純度和壓力恒定在板厚的方向。

用金屬激光切割機切割厚板時(shí)，氧純度的降低也是影響切口質(zhì)量的重要因素。氧氣流的純度對切割過(guò)程有很強的影響。當氧氣流動(dòng)的純度降低0.9%時(shí)，燃燒率將降低10%：當純度降低5%時(shí)，燃燒率將降低37%。燃燒速率的降低將大大降低燃燒過(guò)程中對切割接縫的能量投入，降低切割速度。同時(shí)，切割表面液體層中的鐵含量增加，增加了渣的粘度，使渣難以排出。這樣，切口的下部就會(huì )有嚴重的渣渣，使切口的質(zhì)量難以接受。

為了保持切割穩定，應保持板厚方向氧氣流動(dòng)的純度和壓力不變。在傳統的激光切割工藝中，常用普通錐形噴嘴，可以滿(mǎn)足薄板切割的要求。但在切割厚板時(shí)，隨著(zhù)供氣壓力的增大，噴嘴流場(chǎng)容易形成沖擊波，對切割過(guò)程危害很大，降低了氧流的純度，影響了切口的質(zhì)量。

有三種方法可以解決這個(gè)問(wèn)題

（1） 在切割氧氣流周?chē)尤腩A熱火焰：

（2）在切割氧流周?chē)尤胼o助氧流：

（3） 應合理設計噴嘴內壁，以提高流場(chǎng)特性。