激光切割設備在智能裝備制造環(huán)節(jié)中必不可少，也是國內制造走向高端化、智能化的關鍵角色。目前激光切割技術的新市場朝著高精度作業(yè)領域發(fā)展，激光切割的切口寬窄度和切口表面粗糙度等控制精度更高。由于其獨特的加工優(yōu)勢，加工成本大幅下降，目前特別是在鈑金加工行業(yè)中已取代傳統(tǒng)加工方式。而使用壓縮空氣作為輔助氣體因為其成本低，已經(jīng)被廣泛應用在激光行業(yè)中。
工作原理
發(fā)振器產(chǎn)生的激光通過透鏡后，被匯聚于一點形成極小的光斑，用過精確控制透鏡與板材的距離，保證激光光斑穩(wěn)定在材料厚度方向上的某一位置，此時由于透鏡的匯聚作用，光斑處聚集了功率密度非常大的激光能量，功率密度通常能達到106-109W/cm2，材料吸收光斑能量后瞬間熔化，同時借助與光束同軸的高速氣流去除熔融物質，從而實現(xiàn)割開工件，激光切割屬于熱切割方法。激光切割可分為激化切割、激光熔化切割、激光氧助熔化切割和控制斷裂切割四種。
輔助原理
激光切割輔助氣體的作用主要：助燃及散熱、及時吹掉切割產(chǎn)生的熔漬、防止切割熔漬向上反彈進入噴嘴、保護聚焦透鏡等。根據(jù)被切割材料的不同，結合激光切割機的功率，選擇不同的激光切割工藝，輔助氣體的選擇也不盡相同。不同種類輔助氣體的特點、用途和適用范圍如下：
氧氣作為輔助氣體時，在吹離熔化金屬液體的同時，還會發(fā)生氧化反應促進金屬吸熱熔化，從而實現(xiàn)更厚材料的熔化，這一過程會明顯提高激光的加工能力。但同時也是由于氧氣的存在，會使材料的切斷面發(fā)生明顯氧化，而且對切斷面周圍材料產(chǎn)生淬火效應，提高了這部分材料的硬度，對后續(xù)加工造成一定的影響。
氮氣作為輔助氣體時，會在熔化金屬液體周圍形成保護氛圍，防止材料被氧化，從而保證切斷面品質。但同時由于氮氣沒有氧化能力無法增強熱量傳遞，就不會像氧氣那樣幫助提高切割能力。另外由于氮氣作為輔助氣體時，氮氣消耗量很大，造成切割成本比使用其他氣體時有所升高。
壓縮空氣作為輔助氣體切割時，氮氣約占78%，氧氣約占21%，由于氧氣的存在使得切割斷面必然要發(fā)生氧化反應，但同時由于大量氮氣的存在，氧氣帶來的氧化反應又不足以增強熱量傳遞，切割能力不會提高，因此可以將空氣切割效果理解為介乎于氮氣切割和氧氣切割之間，而好處是空氣切割的成本非常低，所以成本就是空壓機為提供空氣而造成的電力消耗。
氬氣為惰性氣體，在激光切割中能起到防止氧化和氮化的作用，在溶接中也可以使用。但是氬氣價格比氮氣更高，一般普通激光切割采用氬氣及不劃算。氬氣切割主要用于鈦及鈦合金等。氬氣切割的切口端面發(fā)白。
壓力
激光切割機配套空氣壓縮機能切割多厚的板材這樣的問題，主要取決于激光功率。如果激光功率足夠大，壓縮空氣壓力低一點也能切割；如果激光功率不夠大，壓縮空氣壓力再高也切割不了。只要激光功率足夠大，壓縮空氣壓力越高，激光切割質量越好，切割效率越高。隨著激光切割空壓機功率從小功率向中功率再向大功率以至超大功率發(fā)展，配套激光切割機的空氣壓縮機的壓力的要求也從開始的8bar 提高到兩年前的12.5bar，再提高到現(xiàn)在的15bar，并且還在進一步往20-30bar發(fā)展。
流量：
流量的大小主要看噴嘴的大小。噴嘴占到用氣量的80-90%，激光切割機的噴頭有好多個規(guī)格，常見的有1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0等。流量的確定可以通過噴嘴流量計算或者直接咨詢激光切割機廠家。
品質：
壓縮空氣的品質對激光切割質量有非常直接的影響。壓縮空氣中含有水霧和油，如果沒有處理干凈，高壓噴射到激光切割頭的保護鏡面上，就會嚴重影響激光束的傳輸，使焦點分散，造成產(chǎn)品切不透，產(chǎn)生廢品。如果是超大功率激光切割機，只要保護鏡面或噴嘴表面粘上一點點極細微的油膜或水霧，也有可能造成高能激光發(fā)射燒壞激光頭。
