激光切割机不再是切割厚度小于10毫米钢板的问题。但要切割较厚的钢板，往往要借助输出功率超过5kW的大功率激光器，切割质量也明显下降。由于高功率激光设备成本高，输出激光方式不利于激光切割，因此传统的激光切割方式在切割厚板时没有优势。切割厚金属板有以下技术难点：

  1准稳态燃烧过程难以维持。

  在金属激光切割机的实际切割过程中，可切穿的板材厚度有限，这与切割前沿的铁不稳定燃烧密切相关。燃烧过程应继续，狭缝顶部温度应达到燃点。单靠铁氧燃烧反应释放的能量，实际上并不能保证燃烧过程的连续进行。

  一方面是因为狭缝被喷嘴喷出的氧气连续冷却，降低了切割前沿的温度;

  另一方面，燃烧形成的氧化亚铁层覆盖在工件表面，阻碍了氧气的扩散。当氧气浓度降低到一定程度时，燃烧过程就会熄灭。

  传统的会聚光束用于激光切割时，激光束作用在表面的面积很小。由于激光功率密度高，工件的表面温度不仅在激光辐射区域达到燃点，而且由于热传导在更宽的区域达到燃点。作用在工件表面的氧流直径大于激光束的直径。这表明，不仅在激光照射区域，而且在被激光束照射的光斑周边，将发生强烈的燃烧反应。

  切割厚板时，切割速度比较慢，工件表面铁和氧的燃烧速度比切割头快。燃烧一段时间后，由于氧气浓度降低，燃烧过程熄灭。只有当切割头移动到这个位置时，燃烧反应才再次开始。刃口的燃烧过程是周期性进行的，会导致刃口温度波动，切口质量变差。

  2.很难在厚度方向上保持氧气纯度和压力恒定。

  激光切割机切割厚板时，氧气纯度的降低也是影响切割质量的重要因素。

  氧气的纯度对切割过程有很大的影响。当氧气流量的纯度降低0。9%，铁氧燃烧率将降低10%。当纯度降低5%时，燃速将降低37%。燃烧速率的降低，会大大减少燃烧过程中输入切割缝的能量，降低切割速度，同时切割面液层中铁的含量会增加，会增加熔渣的粘度，使熔渣难以排出，从而使切口下部出现严重的挂渣，使切口质量无法接受。

  为了保持切割稳定，要求切割氧气流在厚度方向上的纯度和压力保持基本恒定。在传统的激光切割工艺中，经常使用普通的锥形喷嘴，可以满足板材切割中的使用要求。但切割厚板时，随着供气压力的增加，喷嘴的流场容易形成冲击波，对切割过程造成很大危害，降低氧气流的纯度，影响切割质量。

  解决这个问题一般有三种方法：

  (1)在切割氧气流周围加入预热火焰。

  (2)在切割氧气流周围添加辅助氧气流。

  (3)合理设计喷嘴内壁，改善空气流场特性。