激光切割的優(yōu)點之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度與面積成反比，所以焦點光斑直徑盡可能的小，以便產(chǎn)生一窄的切縫；同時焦點光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡焦深越小,焦點光斑直徑就越小。但切割有飛濺,透鏡離工件太近容易將透鏡損壞，因此一般大功率CO2激光切割機工業(yè)應用中廣泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。實際焦點光斑直徑在0.1~0.4mm之間。對于高質(zhì)量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關。為進一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設計制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾（Laval）噴嘴。例如用5〃的透鏡切碳鋼,焦深為焦距的 2%范圍內(nèi),即5mm左右。因此控制焦點相對于被切材料表面的位置十分重要。

     激光切割用的噴嘴采用簡單的結構,即一錐形孔帶端部小圓孔。通常用實驗和誤差方法進行設計。由于噴嘴一般用紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經(jīng)常更換,因此不進行流體力學計算與分析。在使用時從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,后氣體膨脹到大氣壓力Pa。對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。

   為進一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設計制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾（Laval）噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結構。德國漢諾威大學激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗,見圖4。試驗結果如圖5所示：分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時切割速度只能達到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。從圖中不難看出，在切割過程中，隨著橫梁作x向運動，z軸部分作y向運動，光路的長度時刻發(fā)生著變化。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。應指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。

    激光切割加工過程中，對于激光切割的粗糙度是有要求的，特別是中厚板的工件，在切割過程中如果不注意的話很有可能造成切割的失誤，所在一般都要求必須控制激光切割機切割面的粗糙度。設備開動時操作人員不得擅自離開崗位或托人待管，如的確需要離開時應停機或切斷電源開關。對于厚度2mm以上板材的激光切割，切割面粗糙度的分布是不均勻的，沿厚度方向差別很大，其變化狀況有兩個顯著的特點： 

　1)切割面的形貌分為截然不同的兩部分，上部表面平整光滑，切割條紋整齊、細密，粗糙度值?。幌虏壳懈顥l紋紊亂，表面不平整，粗糙度值大。上部具有激光束直接作用的特點，下部則有熔化金屬沖刷的特征。

   2)切割面上部區(qū)域內(nèi)的表面粗糙度大體上是均勻一致的，不隨高度而變化;而下部區(qū)域的表面粗糙度則隨高度而變化，越靠近下緣，表面粗糙度值越大，下緣處的表面粗糙度達到大值。無論是連續(xù)激光切割機激光切割，還是脈沖激光切割，切割面都顯示有明顯的上、下兩部分，所不同的是脈沖激光切割面上部的切割條紋與脈沖頻率有對應關系：頻率越高，條紋越細密，表面粗糙度越值而連續(xù)激光切割時切割面上部的切割條紋密度和表面粗造度則主要與切割速度有關。5）光纖激光切割機各導軌應經(jīng)常清理，排除粉塵等雜物，保證設備正常齒條要經(jīng)常擦拭，加潤滑油，保證潤滑而無雜物。

   因此在評價切割面質(zhì)量時應以下緣表面粗糙度為基準。但真正的下緣只是一根線，其粗糙度難于測量，這可以通過測量臨近下緣處的粗糙度代替。