激光切割機(jī)在切割過(guò)程中，光束通過(guò)切割頭的透鏡聚焦成一個(gè)小焦點(diǎn)，使焦點(diǎn)達(dá)到高功率密度，切割頭固定在z軸上.這時(shí)，光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量，材料迅速加熱到熔化和汽化溫度。同時(shí)，高速氣流將從同軸或非同軸側(cè)熔化。并且將汽化的材料吹出以形成用于切割材料的孔。隨著焦點(diǎn)和材料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，孔形成一個(gè)寬度很窄的連續(xù)狹縫，完成材料的切割。

以刀模行業(yè)的激光切割機(jī)為例，最小切割寬度可以達(dá)到0.45mm，因?yàn)樽钫牡镀ず穸葹?.45mm，而且激光也可以調(diào)節(jié)切割不同的寬度，滿足不同的切割需求。

目前激光切割機(jī)的外光路部分主要采用飛行光路系統(tǒng)。激光發(fā)生器發(fā)出的光束通過(guò)反射鏡1、2、3到達(dá)切割頭上的聚焦透鏡，聚焦后在被加工材料表面形成光斑。反射鏡1固定在機(jī)身上，不移動(dòng)；光束上的反射鏡2隨著光束的移動(dòng)沿x方向移動(dòng)； z軸上的反射透鏡3隨著z軸的移動(dòng)而沿y方向移動(dòng)。從圖中不難看出，在切割過(guò)程中，隨著光束沿x方向移動(dòng)，z軸部分沿y方向移動(dòng)，光路的長(zhǎng)度一直在變化。

CO2激光切割的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是光、機(jī)、電一體化技術(shù)。

激光束的參數(shù)、機(jī)器的性能和精度以及數(shù)控系統(tǒng)都直接影響激光切割的效率和質(zhì)量。特別是對(duì)于切割精度高或厚度大的零件，必須掌握和解決以下關(guān)鍵技術(shù)：

焦點(diǎn)位置控制技術(shù)：激光切割的優(yōu)點(diǎn)之一是光束的能量密度高，一般為10W/cm2。由于能量密度與4/πd2成正比，焦斑直徑盡可能小，以產(chǎn)生窄縫；同時(shí)，焦斑直徑也與鏡頭的焦深成正比。聚焦透鏡的焦深越小，焦斑直徑越小。但切割時(shí)有飛濺物，鏡片離工件太近而損壞鏡片。因此，5"~7.5""（127~190mm）的焦距在一般大功率CO2激光切割工業(yè)應(yīng)用中被廣泛使用。實(shí)際焦斑直徑在0.1~0.4mm之間。對(duì)于高質(zhì)量的切割，有效焦深還與鏡頭直徑和被切割材料有關(guān)。例如用5"鏡頭切割碳鋼時(shí)，焦深在焦距的+2%以內(nèi)，約為5mm。因此，焦點(diǎn)受到控制。相對(duì)于待切割材料表面的位置非常重要?？紤]到切割質(zhì)量和切割速度等因素，原則上6mm碳鋼，重點(diǎn)在表面以上； 6mm不銹鋼，重點(diǎn)在表面以下。具體尺寸由實(shí)驗(yàn)確定。