激光切割机的等离子体的作用

　　我们经常了解到不同的激光切割机有不同的辅助气体，例如CO2激光切割机的辅助气体就是CO2，另外还有氧气，氮气等气体。那么你知道这些辅助气体的功能作用是什么吗，为什么要选着几种气体呢？

　　激光切割机切割采用辅助气体的作用主要有以下四点：第一个目的就是为了吹走残余废渣，达到最好的切割效果。 这种情况下主要采用的是空气，因为不需要付额外的费用，或者是价格稍微便宜的氧气还有氮气。二个就是利用气体吹走金属熔渣的同时，保护镜片，避免熔渣贴附在镜片上，影响切割质量。第三是可以有效的达到切割面光洁，无毛刺无挂渣的效果，属于精切割了。这种情况下主要使用氮气切割。第四可以与材料产生反应，增加切割速度。例如使用氧气就可以达到助燃的效果。

　　激光切割机入射激光在空气和等离子体的界面上以及穿透等离子体的过程中，都会发生折射、散射，引起入射激光聚焦形态的变化。

　　等离子体的折射率是等离子体电子数密度的函数。由于等离子体电子数密度总小于临界电子数密度(ne<Ⅳec)，等离子体折射率n总是实数，且恒小于1，这说明相对真空等离子体是光疏介质。等离子体电子数密度越大，折射率越小。当激光切割机激光束从空气中入射到等离子体中时，就是从光密介质进入光疏介质，激光束的传播方向将发生改变。

　　当激光切割机激光束穿过等离子体后，由于折射作用使聚焦斑点扩大，焦点向下移动。实际上等离子体相当于一个负透镜，对光束起散焦作用，扩大了激光能量在工件的加热区，降低了工件表面激光辐射照度。有研究表明，由于等离子体散焦作用造成激光辐射照度的衰减，往往比等离子体对激光的逆韧致辐射吸收还要严重。

　　有学者采用数值模拟的方法，计算出i5 kW的激光，采用He作保护气体时，由于等离子体对激光折射引起的散焦作用，使峰值辐射照度下降了20%，而采用Ar作保护气体时，散焦作用更甚，工件表面的峰值功率密度仅为没有等离子体时初值。

　　等离子体对激光切割机激光的还具有散射作用。激光深熔焊时产生的等离子体或金属蒸气羽中，存在大量由金属蒸气原子凝聚后形成的超细微粒子UFP(Ultra Fine Part.icle)，对入射激光有散射作用。19，20 3，其所产生的散射，称为瑞利散射。瑞利散射是一种有选择性的散射，即其散射损失与波长有关。

（迪能激光）

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