激光束焊接的原理與特點（二）

激光深熔焊（小孔焊）

激光深熔焊的原理及激光輻照下材料表層熔化過程示意圖如圖1.2所示。其過程是在高功率密度激光的連續照射下，在較短時間內，金屬表面溫度升高到沸點，迅速熔化，甚至汽化或蒸發，形成等離子體。

金屬蒸汽以一定的速度逸出熔池時對液態金屬產生反沖壓力，使熔池表面下沉形成凹坑。金屬蒸氣的持續逸出導致凹坑逐漸加深，較終在熔池中形成細長的小孔。當金屬蒸汽的反沖壓力與液態金屬的表面張力和重力平衡后，小孔形狀和尺寸趨于穩定。熱量從孔壁向外傳遞，有利于材料對激光的吸收，促進小孔周圍的金屬熔化，形成熔池。金屬的持續蒸發導致小孔向前移動，同時由于表面張力使后面的小孔消失，小孔前面的母材會被高能激光熔化，在壓力梯度和溫度梯度的作用下繞過小孔，在小孔的后面重新凝固形成焊縫。

在焊接中可以形成焊縫很窄但是很深的焊縫。這種焊接模式適合在不填絲的情況下高速焊接厚板(達到50mm) 。激光深熔焊過程中，小孔壁始終處于高度波動狀態，小孔前壁較薄一層熔化金屬隨壁面波動向下流動，小孔前壁上的任何凸起位置都會因受到高功率密度激光的輻射而強烈蒸發，產生的蒸汽向后噴射沖擊后壁的熔池金屬，引起熔池的振蕩，并影響凝固過程熔池中汽泡的溢出。

焊接過程中，匙孔的波動會引起焊接的不穩定性，從而影響工件的整體質量。匙孔波動的主要原因如下： a、出自匙孔的蒸汽流速很快，接近聲速，因此可以聽到混亂的噪聲。頸口處高速流動的蒸汽會產生一個低氣壓區，促使頸口關閉，這是匙孔波動的原因之一。

 b、匙孔內金屬的強烈蒸發，甚至形成噴射，這種無規律的蒸發引起了液態金屬的快速抖動，也會造成匙孔的波動。但是，焊接過程中匙孔的不穩定性主要是匙孔前壁局部金屬的蒸發造成的。

“會飛”的高速激光切割機

對于大型龍門激光切割機，實現高速、高精度直線切割、大圓弧切割已是通用技術，但要實現小圓切割就只能降低速度，激光切割機效率成倍下降。同時要實現高精度小圓切割，對于大型龍門切割機則必須要提高機床的整體剛性和動態性能。

為了滿足特殊客戶的使用需求，天弘激光研發生產了2.5G**動態性能GHF-4020高速激光切割機。達到每分鐘切割400個高精度小圓的神奇速度，相比較傳統的激光切割機每分鐘只能切割100個小圓，效率提高4倍。

其性能已經相當穩定，切割質量、切割效率完全**出預期，天弘GHF-4020高速激光切割機的問世一舉打破了國內外大型激光切割機領域的此項記錄，使用天弘高速激光切割機加工就像飛一樣的感覺。

隨著“工業4.0”和“中國制造2025”的提出，中國的實體制造經濟將會更加迅猛的發展，工欲善其事，必先利其器，這是金屬加工行業的良機，也是高速激光切割機大放異彩的好機會。相信在未來幾年里，天弘GHF-4020機型會大批亮相市場，為客戶創造更大的價值，為行業帶來更新的驅動力，改變當前低價競爭為以質取勝。

設備特點
1、安全環保等級高――符合歐洲標準的切割區域全封閉理念，大面積OD5級的防輻射玻璃。集中除塵，能符合室內排放標準。
2、效率高――單軸2.5G加速度，微秒級別的控制系統，全自動切割頭，完整的工藝數據庫，較大限度的降低了人工參與性。
3、可靠性高――系列產品都是基于天弘激光的全新平臺打造，平臺穩定可靠。EtheCAT總線控制，減少了故障點。內嵌式PLC，無損壞風險。優秀穩定的光源系統。
4、智能化程度高――較大程度的配置全自動部件，集中式的工藝數據庫，減少了人工對機器的干預。不同板材，不同厚度任意切換。基于Windows的控制系統可與“工業4.0”和“中國制造2025”實現無縫銜接。
5、每分鐘400個Φ3mm的小圓切割。

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